JP2011509452A - Cooling system for electronic modules cooled by contact - Google Patents

Cooling system for electronic modules cooled by contact Download PDF

Info

Publication number
JP2011509452A
JP2011509452A JP2010539491A JP2010539491A JP2011509452A JP 2011509452 A JP2011509452 A JP 2011509452A JP 2010539491 A JP2010539491 A JP 2010539491A JP 2010539491 A JP2010539491 A JP 2010539491A JP 2011509452 A JP2011509452 A JP 2011509452A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cold plate
module
cold
flexible
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010539491A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ジェイ. リップ,ロバート
エヌ. ヒューズ,フィリップ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Clustered Systems Co
Original Assignee
Clustered Systems Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Clustered Systems Co filed Critical Clustered Systems Co
Publication of JP2011509452A publication Critical patent/JP2011509452A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0266Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with separate evaporating and condensing chambers connected by at least one conduit; Loop-type heat pipes; with multiple or common evaporating or condensing chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/05316Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/001Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
    • F28F9/002Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core with fastening means for other structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/46Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/473Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20709Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
    • H05K7/208Liquid cooling with phase change
    • H05K7/20818Liquid cooling with phase change within cabinets for removing heat from server blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0028Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for cooling heat generating elements, e.g. for cooling electronic components or electric devices
    • F28D2021/0031Radiators for recooling a coolant of cooling systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2255/00Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes
    • F28F2255/02Flexible elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00Fastening; Joining
    • F28F2275/08Fastening; Joining by clamping or clipping
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30Technical effects
    • H01L2924/301Electrical effects
    • H01L2924/3011Impedance

Abstract

様々な実施形態は、電子モジュールなどのような電子コンポーネントの冷却を与えるシステムおよび方法を開示する。システムは、電子コンポーネントの1つ以上と熱的に結合されるように構成された1つ以上のコールドプレートを含む。コールドプレートの各々は、内部に、少なくとも1つの通路の中を流れる冷却流体を有する。よって冷却流体は、主に伝導性熱移動によって電子コンポーネントから熱を取り除く。入力および出力ヘッダが通路の対向する端に取り付けられ、冷却流体の流入および流出を可能とする。入力および出力ヘッダは、外部システムに付けられ、冷却流体を循環させる。Various embodiments disclose systems and methods that provide cooling of electronic components, such as electronic modules. The system includes one or more cold plates configured to be thermally coupled to one or more of the electronic components. Each of the cold plates has a cooling fluid flowing therein through at least one passage. Thus, the cooling fluid removes heat from the electronic component primarily by conductive heat transfer. Input and output headers are attached to opposite ends of the passage to allow cooling fluid in and out. Input and output headers are attached to the external system to circulate cooling fluid.

Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、2007年12月19日に出願され、“A Cooling System for Contact Cooled Electronic Modules”なるタイトルで、ここでの参照によってその全体が本開示に組み込まれる米国特許仮出願番号61/008,136に対する優先権利益を主張する。
(Cross-reference of related applications)
This application is filed on December 19, 2007 and is entitled “A Cooling System for Contact Cooled Electronic Modules”, which is hereby incorporated by reference herein in its entirety in US Provisional Application No. 61/008, Insist on a priority profit for 136.

本出願は全般的には、計算システムおよびストレージシステムの冷却に関し、特定の実施形態の例では、強制空気を用いずに、モジュール式に開発されたシステムを冷却するシステムおよび方法に関する。   The present application relates generally to computing and storage system cooling, and in particular example embodiments relates to a system and method for cooling a modularly developed system without the use of forced air.

企業向けの計算システムおよびストレージシステムは、標準支持構造に装着された、標準フォームファクタ電子筐体モジュールを有するモジュラーシステムとして、ますます発展している。標準電子筐体モジュールは、コンピューティング、ストレージ、またはネットワーキングのような多くの異なる機能のいずれかを行う専用のものであっても良い。筐体モジュールは、一般に、19インチ(近似的に0.482m)または24インチ(近似的に0.610m)幅ラックのような標準支持構造に装着される。そのような筐体は、一般に、業界標準1U(1.75インチ、近似的に4.45cm)、2U(3.5インチ、近似的に8.89cm)、3U(5.25インチ、近似的に13.3cm)、または4U(7インチ、近似的に17.8cm)の高さである。しばしば、大きめの2U、3U、または4Uモジュールの採用の理由として、改善された冷却のための空気流により信頼性を増加させること、およびより多くのアダプタカードのための空間を提供すること、があげられる。   Enterprise computing and storage systems are increasingly developed as modular systems with standard form factor electronic enclosure modules mounted on standard support structures. A standard electronic enclosure module may be dedicated to perform any of a number of different functions such as computing, storage, or networking. The housing module is typically mounted on a standard support structure such as a 19 inch (approximately 0.482 m) or 24 inch (approximately 0.610 m) wide rack. Such enclosures are generally industry standard 1U (1.75 inches, approximately 4.45 cm), 2U (3.5 inches, approximately 8.89 cm), 3U (5.25 inches, approximate) 13.3 cm), or 4U (7 inches, approximately 17.8 cm). Often, the reason for the adoption of larger 2U, 3U, or 4U modules is to increase reliability with airflow for improved cooling and to provide space for more adapter cards can give.

そのようなモジュラー筐体は、慣例上、空冷される。筐体は、空気を加速させるファンによって、筐体が備えられている部屋から、空気を引き込み、筐体の内部コンポーネントを横切る空気に、コンポーネントを冷却させる。結果として生じる過熱された空気は排出され、部屋に戻される。部屋の空気そのものは、空気冷却機またはコンピュータルームエアコンディショナー(CRAC)を通って循環され、次々と冷蔵システムによって冷却される。中規模の電力システムに対してさえ、非常の多くの空気が、モジュール、ラック、およびCRACを通って部屋から移動させられなくてはならない。ファンは一般に、モジュールとラックで消費される全電力の25パーセントを使用する。CRACファンは、負荷の単位ワットあたりさらに0.1ワットを消費する。この冷却する負担は、冷蔵システムに引き継がれ、負荷の単位ワット当たりさらに0.3から0.4ワットを消費する。後者の負荷は、暖気と寒気が部屋で混合されることによって増大し、さらに冷却効率を減少させ得る。電力変換および配電損失と、これら全ての影響を集めると、1つのサーバの計算セクションによって消費される電力の単位ワット当たり、典型的には2.8ワットが現時点でクラス最高のデータセンタに供給しなければならないことを要求する。多くのデータセンタでは、最大4ワットも供給されなければならない。   Such modular housing is conventionally air-cooled. The enclosure draws air from the room in which the enclosure is provided by a fan that accelerates the air and cools the component to air that traverses the internal components of the enclosure. The resulting superheated air is exhausted and returned to the room. The room air itself is circulated through an air cooler or a computer room air conditioner (CRAC) and is subsequently cooled by a refrigeration system. Even for medium power systems, a great deal of air must be moved out of the room through modules, racks, and CRACs. Fans typically use 25 percent of the total power consumed by modules and racks. CRAC fans consume an additional 0.1 watts per unit watt of load. This cooling burden is taken over by the refrigeration system and consumes an additional 0.3 to 0.4 watts per unit watt of load. The latter load can be increased by mixing warm and cold air in the room and can further reduce cooling efficiency. Collecting all these impacts, including power conversion and distribution losses, typically 2.8 watts per unit watt of power consumed by a server's computing section is currently delivered to best-in-class data centers. Require that you have to. In many data centers, up to 4 watts must be supplied.

空気を流動させることに大量のエネルギーを費やすにも関わらず、電子デバイス内部からモジュラー電子筐体への空気冷却機を通る冷却流体に対する熱抵抗は、相変わらず高く、典型的には0.5℃/ワットから0.7℃/ワットである。このことは、デバイスから冷却流体への大きな温度降下をもたらす。たとえば、冷却流体に対して0.5℃の熱抵抗を有する経路を有する120ワットプロセッサは、60℃の温度降下を生成する。デバイスケースの温度を70℃に保つためには、冷却流体温度は10℃よりも高くはなってはならない。このことは、相当量のエネルギーを吸収する冷蔵サイクルを要求する。   Despite spending a large amount of energy in flowing air, the thermal resistance to the cooling fluid through the air cooler from inside the electronic device to the modular electronic enclosure is still high, typically 0.5 ° C / From watts to 0.7 ° C./watt. This results in a large temperature drop from the device to the cooling fluid. For example, a 120 watt processor having a path with a thermal resistance of 0.5 ° C. to the cooling fluid produces a 60 ° C. temperature drop. In order to keep the temperature of the device case at 70 ° C., the cooling fluid temperature should not be higher than 10 ° C. This requires a refrigeration cycle that absorbs a significant amount of energy.

もし熱抵抗を下げることができたなら、すると冷却流体の温度を上昇させ、全冷却インフラストラクチャーの熱効率の改善をもたらすことができるだろう。場合によっては、その冷蔵システムでは冷却流体の許容温度は十分に上昇し、冷却塔内での水の蒸発または地下水への散逸によってもたらされる冷却システムなどの自然の冷却システムへ置換えられるだろう。   If the thermal resistance could be reduced, then the temperature of the cooling fluid could be raised, resulting in improved thermal efficiency of the entire cooling infrastructure. In some cases, the refrigeration system will sufficiently increase the allowable temperature of the cooling fluid and be replaced by a natural cooling system such as a cooling system caused by evaporation of water in the cooling tower or dissipation into groundwater.

流体は時として電子機器の冷却に用いられるが、完全に統合された、モジュラーで、信頼性のある、単純で、そしてコスト的に有効なソリューションは現れていない。克服すべき点には、設置やメンテナンスの難しさ、モジュール性やスケーラビリティ、多くの流体接点による信頼性の低下、既存の製品および環境に対して技術を応用することの難しさ、ならびに冷却されるべきデバイスから外部の冷却装置まで低インピーダンス経路を確保すること、を含む。   Fluids are sometimes used to cool electronics, but no fully integrated, modular, reliable, simple, and cost effective solution has emerged. The points to overcome include difficulty in installation and maintenance, modularity and scalability, reduced reliability due to many fluid contacts, difficulty in applying technology to existing products and environments, and cooling Ensuring a low impedance path from the power device to an external cooling device.

添付の図面のそれぞれは、本発明の実施形態の例を示すだけで、範囲を限定することとしてみなされてはならない。   Each of the accompanying drawings is merely an example of an embodiment of the present invention and should not be considered as limiting the scope.

冷却フレームワークの例の正面図である。It is a front view of the example of a cooling framework. コールドプレートの例の4つの平面図を示している。4 shows four plan views of an example of a cold plate. コールドプレートおよびマニフォールドアセンブリの例の正面詳細図である。FIG. 6 is a detailed front view of an example of a cold plate and manifold assembly. スタンドアローンコールドフレームとして製造されたコールドプレートのアセンブリの例の4つの正面図である。FIG. 5 is four front views of an example cold plate assembly manufactured as a stand alone cold frame. 従来の装置支持構造に搭載された図1Aの冷却フレームワークの例の斜視図である。1B is a perspective view of an example of the cooling framework of FIG. 1A mounted on a conventional device support structure. FIG. 支持構造でモジュールの挿入および持上げに用いられる引き出しスライド機構の正面図である。It is a front view of the drawer slide mechanism used for insertion and lifting of a module by a support structure. 図3Aの引き出しスライド機構の側面図である。It is a side view of the drawer slide mechanism of FIG. 3A. モジュールの上のニュートラル(中立)の平坦位置にモジュールを係合および離脱するために用いられるコールドプレート機構の実施形態の例の正面図を示している。FIG. 5 shows a front view of an example embodiment of a cold plate mechanism used to engage and disengage the module in a neutral flat position above the module. コールドプレートがモジュールに向かって屈曲されることを示す、モジュールを係合および離脱するために用いられるコールドプレート機構の実施形態の例の正面図を示している。FIG. 5 shows a front view of an example embodiment of a cold plate mechanism used to engage and disengage a module, showing that the cold plate is bent toward the module. モジュールがコールドプレートに対して押されるときにコールドプレートが平坦化されることを示す、モジュールを係合および離脱するために用いられるコールドプレート機構の実施形態の例の正面図を示している。FIG. 6 shows a front view of an example embodiment of a cold plate mechanism used to engage and disengage a module, showing that the cold plate is flattened when the module is pushed against the cold plate. 複数のコールドプレートレバーアタッチメントの例の側面図である。It is a side view of an example of a plurality of cold plate lever attachments. モジュールの上のニュートラルの平坦位置でのコールドプレートの例の正面図である。FIG. 6 is a front view of an example of a cold plate in a neutral flat position above the module. モジュールから外れるように屈曲し、それによって、モジュールを離すコールドプレートを示す、コールドプレートの例の正面図である。FIG. 6 is a front view of an example cold plate showing a cold plate that bends away from the module, thereby releasing the module. 熱的にモジュールを係合すると同時に、モジュール上で屈曲および平坦化するコールドプレートを示す、コールドプレートの例の正面図である。FIG. 2 is a front view of an example cold plate showing a cold plate that flexes and flattens on the module while thermally engaging the module. 図5Aの機構とは異なる係合および離脱機構を有するモジュールの上のニュートラルの平坦位置でのコールドプレートの例の正面図である。FIG. 5B is a front view of an example of a cold plate in a neutral flat position on a module having a different engagement and disengagement mechanism than that of FIG. 5A. プレート/チューブ係合機構へのチューブの例の詳細図である。FIG. 6 is a detailed view of an example of a tube to plate / tube engagement mechanism. モジュールとコールドプレートの間の熱界面材料(TIM)の例としての流体充填袋機能の側面図である。FIG. 6 is a side view of a fluid filled bag function as an example of a thermal interface material (TIM) between a module and a cold plate. 様々なモジュールコンポーネントとコールドプレートの間のTIMの例としての流体充填袋機能の側面図である。FIG. 5 is a side view of a fluid filled bag function as an example of a TIM between various module components and a cold plate. 第2のコールドプレートとしての平坦熱パイプの例を用いる側面図である。It is a side view using the example of the flat heat pipe as a 2nd cold plate. モジュールの上に配置され、熱パッドと熱流体のサンドイッチとして構成されたTIMの実施形態の例である。FIG. 4 is an example of an embodiment of a TIM placed on a module and configured as a thermal pad and thermal fluid sandwich.

以下の記述は、本開示によって画定される様々な実施形態の例を包含する例示のシステム、方法および技法(テクニック)を含む。以下の記述では、説明の目的で、本発明の主題の様々な実施形態の理解を与えるために、多くの特定の詳細が記述される。しかしながら、当業者には明らかであろうが、本発明の主題の実施形態は、これらの特定の詳細がなくても実施され得るだろう。さらに、よく知られたインストラクションインスタンス、プロトコル、構造、技法は詳細には示されていない。   The following description includes exemplary systems, methods and techniques that encompass examples of various embodiments defined by this disclosure. In the following description, for the purposes of explanation, numerous specific details are set forth in order to provide an understanding of various embodiments of the present subject matter. However, it will be apparent to those skilled in the art that embodiments of the present subject matter may be practiced without these specific details. In addition, well-known instruction instances, protocols, structures, and techniques have not been shown in detail.

本明細書中で用いられるように、“または”なる用語は包含的または排他的な意味に解釈され得る。同様に、“例”なる用語は単に、何からの例または見本を意味し、必ずしも目的を達成する好適な手段を意味しないと解釈され得る。加えて、以下で議論されるさまざまな例となる実施形態は電子コンポーネントに対する熱冷却システムに焦点を当てるが、実施形態は単に開示の明確さのために与えられている。よって、いかなる型の熱冷却応用例も、本発明の範囲内にあると考えられる。   As used herein, the term “or” can be interpreted in an inclusive or exclusive sense. Similarly, the term “example” is merely to be understood as meaning any example or example and not necessarily a suitable means of achieving the objective. In addition, while the various exemplary embodiments discussed below focus on thermal cooling systems for electronic components, the embodiments are given merely for clarity of disclosure. Thus, any type of thermal cooling application is considered to be within the scope of the present invention.

(概観)
コンピュータから熱を取り除き、遠隔冷却装置に直接接続されている環境に完全に一体化されている流体冷却システムは、冷却媒体のとしての空気に付随する問題の多くを解決する。ファンを運転するために必要なエネルギーは省かれ、データセンタのエネルギーコストを30%またはそれより多く削減する。計算密度は物理的限界近くまで上昇され得て、アクセシビリティの要求にのみ制限され得る。流体冷却システムは、システムが取り巻いている周囲の条件への影響はほとんどないし、潜在的には空冷システムよりずっと静かである。装置の配置を変更するときに、特定の部屋の設定の修正も部屋の冷却も必要ではない。大きなデータ処理システムは、有害熱放出および雑音放出ゆえに、以前にはできなかった環境に配備することができる。
(Overview)
A fluid cooling system that removes heat from the computer and is fully integrated into an environment directly connected to the remote cooling device solves many of the problems associated with air as a cooling medium. The energy required to operate the fan is omitted, reducing the energy cost of the data center by 30% or more. Computational density can be raised to near physical limits and can be limited only to accessibility requirements. A fluid cooling system has little impact on the ambient conditions surrounding the system and is potentially much quieter than an air cooling system. When changing the arrangement of the device, neither a specific room setting modification nor room cooling is required. Large data processing systems can be deployed in environments that were not previously possible due to harmful heat emissions and noise emissions.

本開示の記載の目的のために、“流体”なる用語は、水および液体、気体、または液気混合状態であり得る相変化冷媒流体のような、従来の液体を含む。最も単純な場合では、流体は空気では冷却が困難である位置から、冷却が容易である場所まで熱を移動するために用いられ得る。   For the purposes of describing the present disclosure, the term “fluid” includes conventional liquids, such as water and liquid, gas, or phase change refrigerant fluids that may be in a liquid-gas mixed state. In the simplest case, the fluid can be used to transfer heat from a location that is difficult to cool with air to a location that is easy to cool.

実施形態の例では、電子モジュール等のような電子コンポーネントに対する冷却を提供するシステムが開示される。システムは、1つ以上の電子コンポーネントに熱的に結合された1つ以上のコールドプレートを含む。内部に、コールドプレートの各々は少なくとも1つの通路の内部を流れる冷却流体を有している。冷却流体はしたがって、主に伝導性熱移動によって電子コンポーネントから熱を取り除く。入力ヘッダおよび出力ヘッダが、冷却流体の導入および排出を可能とするために、通路の対向する端に取り付けられる。入力ヘッダおよび出力ヘッダは、冷却流体を循環させるために、外部システムに取り付けられる。   In an example embodiment, a system for providing cooling to an electronic component, such as an electronic module, is disclosed. The system includes one or more cold plates that are thermally coupled to one or more electronic components. Inside, each of the cold plates has a cooling fluid flowing inside at least one passage. The cooling fluid thus removes heat from the electronic component primarily by conductive heat transfer. Input and output headers are attached to the opposite ends of the passages to allow cooling fluid to be introduced and discharged. The input header and output header are attached to an external system to circulate the cooling fluid.

実施形態の別の例では、主に伝導性熱移動によって電子モジュールが冷却されるようにする可撓性コールドプレート配置が開示される。可撓性コールドプレートは、互いに隣接して結合され、実質的に平面構造を形成する複数のチューブを含む。複数のチューブは、内部に冷却流体が流れることが可能となるように配置されている。第1および第2のマニフォールドが複数のチューブの対向する端に結合される。第1および第2のマニフォールドは、複数のチューブ内の冷却液体の循環を与えるために循環源に接続されている。可撓性コールドプレートは小さな熱抵抗を与えるために、モジュールに対して屈曲している。   In another example embodiment, a flexible cold plate arrangement is disclosed that allows the electronic module to be cooled primarily by conductive heat transfer. The flexible cold plate includes a plurality of tubes coupled adjacent to each other to form a substantially planar structure. The plurality of tubes are arranged so that the cooling fluid can flow inside. First and second manifolds are coupled to opposite ends of the plurality of tubes. The first and second manifolds are connected to a circulation source to provide circulation of cooling liquid in the plurality of tubes. The flexible cold plate is bent with respect to the module to provide a small thermal resistance.

実施形態の別の例では、電子装置モジュールを冷却する方法が開示される。方法は、電子装置モジュールの各々を、2つのコンポーネント間に良好な熱的接触を提供するために、支持構造中に形成される少なくとも1つのコールドプレートに装着することを含む。コールドプレートは外部冷却システムに接続され、冷却流体は外部冷却システムとコールドプレートの内部通路の間を循環して、主に伝導性熱移動によって電子モジュールを冷却する。   In another example embodiment, a method for cooling an electronic device module is disclosed. The method includes mounting each of the electronic device modules to at least one cold plate formed in the support structure to provide good thermal contact between the two components. The cold plate is connected to an external cooling system, and the cooling fluid circulates between the external cooling system and the internal passages of the cold plate to cool the electronic module mainly by conductive heat transfer.

実施形態の別の例では、電子装置モジュールを冷却する方法が開示される。方法は、電子モジュールの付近に薄い可撓性コールドプレートを取り付けることを含む。コールドプレートは、凸状表面を電子モジュールに向けて与えるためにコールドプレートを屈曲させることを可能とするようにバネのような特性を有する。次に、凸状表面を電子モジュールに向けて徐々に平坦化させることによって、コールドプレートと電子モジュールをお互いに熱的に接触させる。   In another example embodiment, a method for cooling an electronic device module is disclosed. The method includes attaching a thin flexible cold plate in the vicinity of the electronic module. The cold plate has spring-like properties to allow the cold plate to bend to provide a convex surface towards the electronic module. Next, the cold plate and the electronic module are brought into thermal contact with each other by gradually flattening the convex surface toward the electronic module.

本開示の様々な実施形態は、冷却気体を、ケースを冷却するのに十分冷たい温度に保つために、外気調整を利用することができる。もし、多くの装備されたコンピュータがデータセンタ内で使われるなら、空気温度を熱い電子コンポーネントを十分に冷却するのに必要である低温に保つために、近くの冷却装置および部屋環境を介して、相変わらず、大量の空気を移動させなくてはならない。この熱を、ケースから、遠隔冷却装置に運ぶ流体手段へ、直接的に伝導するための手段を有することは有利であろう。   Various embodiments of the present disclosure can utilize outside air conditioning to keep the cooling gas at a temperature that is cold enough to cool the case. If many equipped computers are used in the data center, via a nearby cooling system and room environment to keep the air temperature at the low temperature necessary to sufficiently cool the hot electronic components, As always, a large amount of air must be moved. It would be advantageous to have a means for conducting this heat directly from the case to the fluid means carrying the remote cooling device.

本明細書中で記載される冷却構造の様々な実施形態は、たとえば、モジュラー計算システムまたは他の電子システムと共に用いられるように設計される。冷却構造は、流体から流体への熱交換器を介して従来のデータセンタ冷却システムに接続され得るコールドプレートを有する支持構造を含む。支持構造は、計算サーバおよび他の電子装置を収容するために一般的に用いられる、従来の19インチ(近似的に0.583m)装置に基づいても良い。そのような支持構造は、冷却流体が循環する中空棚のフレームワークを含むように適合される。中空棚は、主に熱伝導によって廃棄熱を取り除くために電子装置が熱的に取り付けられ得るコールドプレートとして機能する。   Various embodiments of the cooling structure described herein are designed to be used with, for example, modular computing systems or other electronic systems. The cooling structure includes a support structure having a cold plate that can be connected to a conventional data center cooling system via a fluid-to-fluid heat exchanger. The support structure may be based on a conventional 19 inch (approximately 0.583 m) device commonly used to accommodate computing servers and other electronic devices. Such a support structure is adapted to include a hollow shelf framework through which the cooling fluid circulates. The hollow shelf functions as a cold plate to which electronic devices can be thermally attached to remove waste heat primarily by heat conduction.

本明細書中に与えられている開示を読めば、たとえば、対流または放射作用によって、およびコールドプレートの少なくとも一部とモジュラー計算システムまたは他の電子システムとの近さに依存して、別のタイプの熱冷却が生じ得ることは認識されよう。流体は熱交換器中で冷却され、フレームワーク中のマニフォールドにポンプで注入される。流体は次に、一連の補助パイプおよびコネクタを介してコールドプレートに向けられる。流体はモジュールから熱を吸収し、1つ以上のコネクタの別のものを通り、コールドプレートからでて、収集マニフォールドに、そして次に熱交換器へ向かう。   Upon reading the disclosure provided herein, other types may be used, for example, by convection or radiation, and depending on the proximity of at least a portion of the cold plate to a modular computing system or other electronic system. It will be appreciated that the thermal cooling of can occur. The fluid is cooled in a heat exchanger and pumped into a manifold in the framework. The fluid is then directed to the cold plate through a series of auxiliary pipes and connectors. The fluid absorbs heat from the module, passes through one of the one or more connectors, exits the cold plate, goes to the collection manifold, and then to the heat exchanger.

支持構造は電子装置モジュール(“モジュール”)をフレームワークに挿入するおよびフレームワークから取り出す手段、ならびにモジュールを1つ以上のコールドプレートに熱的に接触させる手段、を含む。モジュールを挿入または取り外すことをするために、配管接続をする必要がない。   The support structure includes means for inserting and removing the electronic device module ("module") from the framework and means for thermally contacting the module to one or more cold plates. There is no need to make piping connections to insert or remove modules.

モジュールは、主に外部コールドプレートへの伝導性熱移動によって冷却できる。モジュールは、モジュールは、モジュールの側面に熱的に接触する、ひいてはコールドプレートに接触する電子コンポーネントまたはサブアセンブリを含む。代替として、モジュールの片側は、コールドプレートと直接熱的に接触する電子コンポーネントまたはサブアセンブリに面して開いていても良い。コールドプレートとモジュラーの間の接触面は、必ずしも完璧に平坦または同一平面ではないし、非剛体および可撓的でさえあり得て、当該技術分野とは独立に知られている熱グリース、または(一般に、当該技術分野とは別個に、且つ独立に知られている熱界面材料(TIM)として参照される)弾性パッドのようなコンプライアントな熱的伝導性基板が、接触面に挿入されても良い。   The module can be cooled primarily by conductive heat transfer to the external cold plate. The module includes electronic components or subassemblies that are in thermal contact with the sides of the module and thus in contact with the cold plate. Alternatively, one side of the module may be open facing the electronic component or subassembly that is in direct thermal contact with the cold plate. The contact surface between the cold plate and the modular is not necessarily perfectly flat or coplanar, can be non-rigid and flexible, and is known as thermal grease, or (generally, independent of the art) A compliant thermally conductive substrate, such as an elastic pad (referred to as thermal interface material (TIM), known separately and independently of the art), may be inserted into the contact surface. .

コールドプレート中の冷却流体からモジュールまでの熱抵抗は、モジュール側とコールドプレート側の間の熱的界面領域で、2℃/W/平方インチ(近似的に、0.31℃/W/平方センチメートル)より小さい可能性がある。モジュラー側で10W/平方インチ(近似的に、1.55℃/W/平方センチメートル)の熱流は、20℃の最大温度上昇をもたらす。良好に構成された内部冷却システムを有するモジュールに対して、モジュールケース温度は、50℃程度の温度になっても構わない。冷却流体温度は、したがって、30℃ほどの温度であり得て、エネルギー消費を大幅に減らし得る。工学的改善を伴うと、流体からモジュールへの熱抵抗は0.5℃/W/平方インチ(近似的に、0.078℃/W/平方センチメートル)より低くまで減少させることが出来て、さらなるエネルギー節約を可能とする。そのようなシステムでは、冷蔵システムは、冷却塔内での水の蒸発または地下水への散逸によってもたらされる冷却システムなどの自然の冷却システムへ置き換えられ得るだろう。   The thermal resistance from the cooling fluid in the cold plate to the module is 2 ° C / W / square inch (approximately 0.31 ° C / W / square centimeter) in the thermal interface region between the module side and the cold plate side. May be smaller. A heat flow of 10 W / in 2 (approximately 1.55 ° C./W/in 2 cm) on the modular side results in a maximum temperature increase of 20 ° C. For a module having a well-configured internal cooling system, the module case temperature may be about 50 ° C. The cooling fluid temperature can therefore be as high as 30 ° C., which can greatly reduce energy consumption. With engineering improvements, the thermal resistance from the fluid to the module can be reduced to below 0.5 ° C / W / square inch (approximately 0.078 ° C / W / square centimeter), providing additional energy Allow savings. In such a system, the refrigeration system could be replaced with a natural cooling system, such as a cooling system provided by evaporation of water in the cooling tower or dissipation into groundwater.

装置モジュールは、1U計算サーバ、他のフォームファクタを有する筐体(時としてシャーシもしくはポッドとして参照される)などの従来の電子筐体、または、サーバブレードもしくは裸のサーバマザーボードのような囲われていないシステムであっても良い。冷却されるモジュールの側面は、どの側面であっても良いが、本明細書中の記載では、トップリッド(上面蓋)構造が仮定されている。   The equipment module is enclosed in a conventional electronic enclosure such as a 1U compute server, enclosure with other form factors (sometimes referred to as a chassis or pod), or a server blade or bare server motherboard. There may be no system. The side surface of the module to be cooled may be any side surface, but in the description herein, a top lid (top lid) structure is assumed.

冷却流体は、水、水とグリコールの混合液、R134Aのような冷媒、または当該技術分野とは独立に知られている他の様々な冷却流体であっても良い。冷媒の場合では、フレームワークの入り込む“冷たい”流体は、本質的には、フレームワークに存在する“熱い”流体と同一の温度であっても良く、温度変化よりむしろ相変化を介して熱を吸収する。   The cooling fluid may be water, a mixture of water and glycol, a refrigerant such as R134A, or various other cooling fluids known independently of the art. In the case of refrigerants, the “cold” fluid entering the framework may be essentially the same temperature as the “hot” fluid present in the framework, and heat is transferred via phase changes rather than temperature changes. Absorb.

(フレームワーク)
図1Aおよび1Bを同時に参照すると、例示の冷却フレームワーク100は、複数のコールドプレート棚101を含んでいる。特定の実施形態の例では、複数のコールドプレート棚101の各々は水平である。しかしながら、この特定の方向性に対する要求は存在しない。本明細書中に与えられる開示に基づいて、当業者は、他の方向性が要求されたとき、どうのように他のコンポーネントを適切に変更するかについて認識するであろう。
(Framework)
With reference to FIGS. 1A and 1B simultaneously, the exemplary cooling framework 100 includes a plurality of cold plate shelves 101. In certain example embodiments, each of the plurality of cold plate shelves 101 is horizontal. However, there is no requirement for this particular direction. Based on the disclosure provided herein, one of ordinary skill in the art will recognize how to properly modify other components when other directions are required.

複数のコールドプレート棚101の各々は、実質的に同一平面となるように配置された1つ以上の平坦チューブ102(図1B)から作られている。1つ以上の平坦チューブ102の各々は、コールドプレート棚のセグメントを含む。セグメントは、完全に各コールドプレートを含む、(実施形態106A、106B、106C、106Dとして示されている)第1のマニフォールドパイプ106および(実施形態108A、108B、108C、108Dとして示されている)第2のマニフォールドパイプ108によって相互接続され、終端される。1つ以上の平坦チューブ102は、高冷却剤圧力で動作させるときの強度および平面性のために互いに隣接して結び付けられた複数の小さなチューブを含むマルチポート長方形設計であっても良い。   Each of the plurality of cold plate shelves 101 is made of one or more flat tubes 102 (FIG. 1B) arranged to be substantially coplanar. Each of the one or more flat tubes 102 includes a segment of a cold plate shelf. The segment completely includes each cold plate, the first manifold pipe 106 (shown as embodiments 106A, 106B, 106C, 106D) and (shown as embodiments 108A, 108B, 108C, 108D). Interconnected and terminated by a second manifold pipe 108. The one or more flat tubes 102 may be a multi-port rectangular design that includes a plurality of small tubes tied adjacent to each other for strength and flatness when operating at high coolant pressures.

実施形態の例では、第1のマニフォールドパイプ106は入力ヘッダ107(図1A)に接続され、第2のマニフォールド108は別の端で出力ヘッダ103に接続され、入力ヘッダ107に入射した冷却流体を出力ヘッダ103に流すことができるようする。入力ヘッダ107はさらに下記のようにセクション107A、107Bに再分割されても良い。   In the example embodiment, the first manifold pipe 106 is connected to the input header 107 (FIG. 1A) and the second manifold 108 is connected to the output header 103 at the other end to allow cooling fluid incident on the input header 107 to flow. It is possible to flow to the output header 103. The input header 107 may be further subdivided into sections 107A and 107B as described below.

入力ヘッダ107および出力ヘッダ103は、漏れない接続を形成するために、第1のマニフォールド106および第2のマニフォールド108が挿入及び溶接された、、または、他の所定の位置に固定された、従来のパイプまたはマニフォールドであっても良い。入力ヘッダ107および出力ヘッダ103の各々は、それぞれ冷却剤を外部冷却システムに送る、または外部冷却システムから引き込むために入力コネクタ104および出力コネクタ105を有する。   The input header 107 and the output header 103 are conventional in which the first manifold 106 and the second manifold 108 are inserted and welded or fixed in other predetermined positions to form a leak-free connection. It may be a pipe or manifold. Each of the input header 107 and the output header 103 has an input connector 104 and an output connector 105, respectively, for sending coolant to or drawing from the external cooling system.

実施形態の別の例では、入力ヘッダ107は独立なセクション107A、107Bに再分割され得て、入力接続および出力接続は同一のヘッダであるが、異なるセクションを通って作られる。流体は、あるヘッダセクションからチューブの幾つかを通り、出力ヘッダ103に送られ、別のチューブによって、入力ヘッダ107の第2のセクションに戻されることであろう。たとえば、もし入力ヘッダ107は独立な上部セクション107Bおよび底部セクション107Aに分割されるなら、入力接続は、上部セクション107B上に作られても良い。流体は、上部棚を通って出力ヘッダ103に流れ、流体は次に、底部棚を通って入力ヘッダセクション107Aの底部セクションに戻るように流れる。そこから、流体は出力接続105Bに流れ、冷却システムに流れる。当業者は、同一の棚の中の異なるチューブでの対向する流動方向を含む、分割されたヘッダと流動の組み合わせの多くの他の可能な変形例および実施形態が存在することを認識するであろう。そのような変形例は、本明細書中に含まれることが意図されている。   In another example embodiment, the input header 107 can be subdivided into independent sections 107A, 107B, where the input and output connections are the same header but made through different sections. The fluid will be routed from one header section through some of the tubes to the output header 103 and back to the second section of the input header 107 by another tube. For example, if input header 107 is divided into independent top section 107B and bottom section 107A, the input connection may be made on top section 107B. The fluid flows through the top shelf to the output header 103 and the fluid then flows back through the bottom shelf to the bottom section of the input header section 107A. From there, fluid flows to output connection 105B and to the cooling system. Those skilled in the art will recognize that there are many other possible variations and embodiments of split header and flow combinations, including opposing flow directions with different tubes in the same shelf. Let's go. Such variations are intended to be included herein.

出力ヘッダ103は、複数のコールドプレート棚101の各々を反り返らせて、滑斜面に横たわる“U”字型構造を形成し、2つの棚を生成することによって、排除されても良い。そのような場合、出力ヘッダ103は排除される。1つ以上の屈曲を有する蛇型構造であって、それによってシステムの構築に必要なヘッダおよびマニフォールドの数を減らし、且つアセンブリの接合部の数を減らす構造を含む様々なオプションおよび代替の実施形態が、当業者には容易に思到される。   The output header 103 may be eliminated by causing each of the plurality of cold plate shelves 101 to warp to form a “U” -shaped structure that lies on the sliding slope, creating two shelves. In such a case, the output header 103 is excluded. Various options and alternative embodiments including a serpentine structure with one or more bends, thereby reducing the number of headers and manifolds required to build the system and reducing the number of joints in the assembly However, those skilled in the art can easily conceive.

図1Bは複数のコールドプレート棚101の実施形態の4つの例101A、101B、101C、101Dの上面図を示している。コールドプレートの第1の実施形態101Aに対して、1つ以上の平坦チューブ102からなるコールドプレートセグメントは第1のマニフォールド106および第2のマニフォールド108に接続する。流体は、入力ヘッダ107を介して第1のマニフォールド106Aに入り込み、すべてのコールドプレートセグメントを通って流れ、出力ヘッダ103において第2のマニフォールド108Aに出て行く。流体は、コールドプレートセグメント間の流体の流れのバランスを取るために、コールドプレートの1つの角から入り込み、反対の角で出て行く。第2の実施形態101Bのコールドプレートは第1の実施形態101Aのコールドプレートと同様に構成されるが、直角に装着されている。   FIG. 1B shows a top view of four examples 101A, 101B, 101C, 101D of an embodiment of a plurality of cold plate shelves 101. FIG. For the first embodiment of cold plate 101A, a cold plate segment consisting of one or more flat tubes 102 connects to a first manifold 106 and a second manifold 108. The fluid enters the first manifold 106A via the input header 107, flows through all the cold plate segments, and exits at the output header 103 to the second manifold 108A. Fluid enters from one corner of the cold plate and exits at the opposite corner to balance the fluid flow between the cold plate segments. The cold plate of the second embodiment 101B is configured similarly to the cold plate of the first embodiment 101A, but is mounted at a right angle.

コールドプレートは、流体は半分より少ないコールドプレートセグメントに流れ込み、そして沢山のセグメントを介して戻ってくるように、構成され得る。このことは、液体から気体への冷媒相変化に対して膨張する余地を許容する。別の実施形態101Cでは、流体は入口マニフォールド106Cによってチューブ102Bに向けられる。流体は、チューブ102Aを通ってマニフォールド109に流れ、マニフォールド109では、流体は複数の追加のチューブ102Aに分配され、そして出口マニフォールド108Cに流れる。これらのコールドプレートの実施形態の各々は1つから4つのプレートセグメントを示すが、当業者は任意の数のプレートセグメントが用いられ得ることを認識するだろう。   The cold plate can be configured so that fluid flows into less than half of the cold plate segment and back through many segments. This allows room for expansion for refrigerant phase changes from liquid to gas. In another embodiment 101C, fluid is directed to the tube 102B by the inlet manifold 106C. The fluid flows through the tube 102A to the manifold 109, where the fluid is distributed to a plurality of additional tubes 102A and flows to the outlet manifold 108C. Although each of these cold plate embodiments shows one to four plate segments, those skilled in the art will recognize that any number of plate segments may be used.

別の実施形態101Dでは、過度の歪力を入力ヘッダ107および出力ヘッダ103に加えることなくコールドプレートの歪みに対応するために、可撓性パイプ114が、コールドプレートのマニフォールド106D、108Dに加えられる。可撓性パイプ114は可撓性物質から作られ、さらなる歪力緩和のために“U”、“S”または(図示されていない)他の屈曲型を含んでいても良い。   In another embodiment 101D, a flexible pipe 114 is applied to the cold plate manifolds 106D, 108D to accommodate cold plate distortion without applying excessive strain to the input header 107 and output header 103. . The flexible pipe 114 is made from a flexible material and may include “U”, “S”, or other bends (not shown) for further strain relief.

図1Cは、如何に1つ以上の平坦チューブの一つが第1のマニフォールド106パイプおよび第2のマニフォールド108パイプに挿入されるのか、を示す詳細な正面断面図である。   FIG. 1C is a detailed front cross-sectional view showing how one of the one or more flat tubes is inserted into the first manifold 106 pipe and the second manifold 108 pipe.

図1Dに示されているさらなる実施形態を参照すると、出力ヘッダ103および入力ヘッダ107ならびに第1のマニフォールド106および第2のマニフォールド108が削除されている。複数のコールドプレート棚101を形成する1つ以上の平坦チューブ102は、補強された金属箱111内の孔の中に配置される。この配置は幾つかの段を有する硬い箱を形成する。補強された金属箱111は、出力ヘッダ103および入力ヘッダ107ならびに第1のマニフォールド106および第2のマニフォールド108を置き換える。補強された金属箱111は各々、各側に注入口接続113および流出口接続113をそれぞれ有する。当業者は、プレート支持および相互接続の他の方法が可能であり、よって本明細書中で考慮されていることを理解するであろう。   Referring to a further embodiment shown in FIG. 1D, the output header 103 and input header 107 and the first manifold 106 and second manifold 108 have been deleted. One or more flat tubes 102 forming a plurality of cold plate shelves 101 are placed in holes in a reinforced metal box 111. This arrangement forms a rigid box with several steps. The reinforced metal box 111 replaces the output header 103 and the input header 107 and the first manifold 106 and the second manifold 108. Each reinforced metal box 111 has an inlet connection 113 and an outlet connection 113 on each side. Those skilled in the art will appreciate that other methods of plate support and interconnection are possible and are therefore contemplated herein.

もし、出力ヘッダ103および入力ヘッダ107が長方形の箱に置き換えられると、ある領域110には、追加の補助コンポーネントまたはサブシステムの装着および冷却を可能とするために付けられているブラケットがあっても良い。追加の補助コンポーネントまたはサブシステムは、本明細書中で記述されるモジュールとは異なるフォームファクタを有する電源およびネットワークスイッチのようなアイテムを含み得るし、接触冷却から利益を得ることも出来る。   If the output header 103 and the input header 107 are replaced with rectangular boxes, some areas 110 may have brackets attached to allow for the mounting and cooling of additional auxiliary components or subsystems. good. Additional auxiliary components or subsystems can include items such as power supplies and network switches that have a different form factor than the modules described herein, and can also benefit from contact cooling.

図示されていないが、本明細書に与えられる開示を読んだ当業者によって容易に考えられる他の様々な実施形態は、複数のモジュールを収容するより広い棚、または、棚は垂直で、モジュールは水平ではなく垂直に装着されるように冷却フレームワークを回転することを含む。モジュールはまた、既知の用途に対して必要な棚の数を半減させるために、棚の両側に装着されても良い。   Although not shown, other various embodiments readily conceivable by one of ordinary skill in the art upon reading the disclosure provided herein include a wider shelf containing multiple modules, or a shelf that is vertical and the modules are Including rotating the cooling framework so that it is mounted vertically rather than horizontally. Modules may also be mounted on either side of the shelf to halve the number of shelves required for known applications.

(モジュールの大きさ)
標準的な1Uサーバモジュール、即ち、高さ1.75インチ(近似的に4.45センチメートル)、幅19インチ(近似的に0.483メートル)、深さ24インチ(近似的に0.610メートル)に対しては、棚は、例えば2インチ(近似的に5.08センチメートル)間隔で配置される。この間隔は、棚の厚さ、その上に取り付けられるTIMを有するモジュール、およびTIMを乱すことなく所定の位置にスライドするための空間に適合するように垂直方向の隔離を与える。他のモジュールの大きさは、特定用途に対して選択されても良い。当業者は、他の大きさを有するモジュールは、それに応じて棚を調整することによって容易に用いることが出来ることを理解するだろう。空冷のための空間がモジュールの内部に要求されないので、1.75インチ(近似的に4.45センチメートル)よりずっと小さい高さを有する、非常に薄いモジュールが開発され得て、標準の1Uモジュール間隔を可能し、または、間隔が2インチ(近似的に5.08センチメートル)より小さい、非常に稠密な計算およびストレージシステムを可能とする。
(Module size)
Standard 1U server module: 1.75 inches high (approximately 4.45 centimeters), 19 inches wide (approximately 0.483 meters), 24 inches deep (approximately 0.610) Meters), the shelves are arranged, for example, at intervals of 2 inches (approximately 5.08 centimeters). This spacing provides vertical isolation to fit the shelf thickness, the module with the TIM mounted on it, and the space to slide into place without disturbing the TIM. Other module sizes may be selected for specific applications. Those skilled in the art will appreciate that modules having other sizes can be readily used by adjusting the shelves accordingly. Since no space for air cooling is required inside the module, a very thin module with a height much less than 1.75 inches (approximately 4.45 centimeters) can be developed and a standard 1U module Allows very dense computing and storage systems that allow spacing, or where spacing is less than 2 inches (approximately 5.08 centimeters).

(モジュール挿入および支持スライド)
ここで図2を参照すると、冷却フレームワーク100の例は、従来の支持構造201に装着されている。複数のコールドプレート棚101の各々は、ヘッダまたは補強された金属シートよりむしろ装置ラックに装着され、装置ラックによって支持され得る。このような場合、従来の支持構造は冷却フレームの不可欠な部分になる。
(Module insertion and support slide)
Referring now to FIG. 2, an example cooling framework 100 is mounted on a conventional support structure 201. Each of the plurality of cold plate shelves 101 may be mounted in and supported by an equipment rack rather than a header or reinforced metal sheet. In such cases, the conventional support structure becomes an integral part of the cooling frame.

支持構造201は、中空で長方形の箱を形成するために、上面および底面で交差部材によって互いに結合される4つの直立材を含む、単一の金属フレーム構造である。引き出しタイプの支持スライド202は、前面直立材および背面直立材の間で、複数のコールドプレート棚201の各々の下で、支持構造201の対向する側面に付けられている。(図示されていない)モジュールは、引き出しタイプの支持スライド202上に装着され、モジュールは支持構造201中およびモジュール支持構造201の外へ水平に容易にスライドすることができる。 The support structure 201 is a single metal frame structure that includes four uprights joined together by cross members at the top and bottom surfaces to form a hollow, rectangular box. A drawer-type support slide 202 is attached to the opposing side of the support structure 201 between each of the plurality of cold plate shelves 201 between the front upright and the back upright. The module (not shown) is mounted on a drawer-type support slide 202 and the module can easily slide horizontally into and out of the support structure 201.

引き出しタイプの支持スライド202はまた、複数のコールドプレート棚101のうち近接する一つの下側表面に対して密接に適合するように、モジュールの高さを調節するために使用されてもよい。各モジュールは、その上に棚が接触するようになるように持ち上げられる前に、完全にスライドされる。同様に、モジュールは取り外される前に下げられる。このことは、滑らかな動作を保障し、コールドプレートとTIMが、挿入または取り外しの間に互いに対して擦り合わないことを保障することによってモジュールの上面側に取り付けられたTIMへの損傷の可能性を排除する。   A drawer-type support slide 202 may also be used to adjust the height of the module to closely fit against the lower surface of one of the cold plate shelves 101 that is adjacent. Each module is completely slid before being lifted so that the shelf is in contact therewith. Similarly, the module is lowered before it is removed. This ensures smooth operation and possible damage to the TIM mounted on the top side of the module by ensuring that the cold plate and TIM do not rub against each other during insertion or removal Eliminate.

モジュールを支持構造201に取り付けるために、モジュールは第一に、引き出しタイプの支持スライド202のペア(対)の上に、支持構造201の前面の外で、スライドが完全に延びた位置に、装着される。モジュールが取り付けられた引き出しタイプの支持スライド202のペアは次に、支持構造201内にスライドして戻され、モジュールはよって、それぞれのコールドプレート棚のすぐ下に置かれるようになる。モジュールは次に、持ち上げ機構の使用によってコールドプレートに対峙する動作位置に持ち上げられる。またはプレートはモジュールの上面に向かって下げられる。 To attach the module to the support structure 201, the module is first mounted over a pair of drawer-type support slides 202, outside the front surface of the support structure 201, in a position where the slides are fully extended. Is done. The pair of drawer-type support slides 202 with the modules attached is then slid back into the support structure 201 so that the modules are thus placed directly under their respective cold plate shelves. The module is then lifted to an operating position opposite the cold plate by use of a lifting mechanism. Or the plate is lowered towards the top surface of the module.

図3Aおよび3B中に示されているような修正された引き出しスライドのようなモジュール持ち上げ構造が用いられ得るが、当業者は他の多くの機構が利用可能であり、本明細書中に含まれていることを理解するであろう。   Although a modular lifting structure such as a modified drawer slide as shown in FIGS. 3A and 3B may be used, many other mechanisms are available to those skilled in the art and are included herein. You will understand that.

図3Aは、引き出しタイプの支持スライド202の一つの変形版およびそのモジュール310への留め具の前面断面図を示している。引き出しタイプの支持スライド202は、3つの要素を含んでいる。すなわち、典型的には支持構造201の前面直立材および背面直立材に接続される支持ブラケット202A、複数のファスナ306を用いることで支持ブラケット202Aに付けられている固定スライドレール部202B、および図3Bのスライドレール部202C中の例示のスリット303、304を通って挿入される複数のピン305を用いてモジュール310に緩く付けられるスライドレール部202Cである。複数のピン305はモジュール310に堅く付けられているが、スリット303、304中でスライドすることが許容されている。   FIG. 3A shows a front cross-sectional view of one variation of a drawer-type support slide 202 and its fastener to the module 310. The drawer-type support slide 202 includes three elements. That is, typically, a support bracket 202A connected to the front upright and back upright of the support structure 201, a fixed slide rail 202B attached to the support bracket 202A by using a plurality of fasteners 306, and FIG. 3B The slide rail portion 202C is loosely attached to the module 310 using a plurality of pins 305 inserted through the slits 303 and 304 illustrated in the slide rail portion 202C. A plurality of pins 305 are rigidly attached to the module 310, but are allowed to slide in the slits 303,304.

スリット303、304は、モジュール310に対してスライドレール部202Cの水平運動の関数として、付けられたモジュール310の垂直運動を定義する輪郭(プロフィール)を有する。スリットBはモジュール310の動きの開始の直後にモジュール310を持ち上げ、モジュール310の動きの完了の前に垂直運動も完了する。スリットAは、モジュール310の動きがある程度まで到達するまでモジュール310の持ち上げを開始しない。これらのスリットは、たとえば、長さが4インチ(近似的に10.2センチメートル)で、各スリットはモジュール310がその移動の異なる2.5インチ(近似的に6.35センチメートル)部で0.1インチ(近似的に2.54ミリメートル)持ち上がる。これら2つのスリットによって生成される結合運動は、漸増的な接触をもたらし、第一にモジュール310の後ろを持ち上げ、次にモジュール310の前を持ち上げて、モジュールの上面のTIMと複数のコールドプレート棚101の隣接する一つとの間の空間から空気を追い出す。モジュールが取り外されるとき、過程は逆に進行し、第一にモジュール310の前が下がり、次にモジュール310の後ろが下がる。この動きは、モジュール310を、前から後ろに向かって、複数のコールドプレート棚101の隣接する一つから徐々に分離させることは、モジュール310とコールドプレートの間のどんな接着力をも最小の力で打ち負かす助けとなる。   The slits 303, 304 have a profile that defines the vertical motion of the attached module 310 as a function of the horizontal motion of the slide rail portion 202C relative to the module 310. Slit B lifts module 310 immediately after the start of movement of module 310 and completes the vertical movement before completion of movement of module 310. The slit A does not start lifting the module 310 until the movement of the module 310 reaches a certain level. These slits are, for example, 4 inches long (approximately 10.2 centimeters), and each slit is a 2.5 inch (approximately 6.35 centimeter) portion of the module 310 whose movement is different. Lifts 0.1 inch (approximately 2.54 millimeters). The coupling motion produced by these two slits provides incremental contact, first lifting the back of the module 310 and then lifting the front of the module 310, so that the TIM on the top surface of the module and multiple cold plate shelves The air is expelled from the space between 101 adjacent ones. When the module is removed, the process proceeds in reverse, first the front of module 310 is lowered and then the back of module 310 is lowered. This movement causes the module 310 to gradually separate from the adjacent one of the plurality of cold plate shelves 101 from front to back, so that any adhesive force between the module 310 and the cold plate is minimal force. Will help you to beat.

モジュール310を支持構造201に挿入するために、スライドレール部202Cはまず、複数のピン305がスリット303、304の最も右の位置に来るように、複数のピン305をスリット303、304に挿入し、モジュール310に付けることによって、モジュール310上に装着される。この時点で、スライドレール部202Cは、スリット303、304の長さだけ、モジュール310の前面に飛び出しているであろう。装着されたモジュール310を有するスライドレール部202Cの各々は次に、固定されたスライドレール部202Bのそれぞれ対となるものに係合し、モジュール310が完全に支持構造201の内部で、且つ、コールドプレートの下に位置するように、完全にその中にスライドされる。この時点で、スライドレール部202Cは相変わらず、スリット303、304の長さだけ、支持構造310の前面から飛び出している。モジュール310の各側のスライドレール部202Cは次に、ハンドル31によって押し戻され、複数のピン305を最も左の位置305−2にスライドさせ、よってモジュール310を持ち上げる。   In order to insert the module 310 into the support structure 201, the slide rail portion 202C first inserts the plurality of pins 305 into the slits 303 and 304 so that the plurality of pins 305 are at the rightmost position of the slits 303 and 304. By attaching to the module 310, the module 310 is mounted. At this point, the slide rail portion 202 </ b> C will protrude to the front surface of the module 310 by the length of the slits 303 and 304. Each of the slide rail portions 202C having the mounted module 310 then engages with a respective pair of fixed slide rail portions 202B so that the module 310 is completely within the support structure 201 and cold. Slide completely into it so that it lies under the plate. At this point, the slide rail portion 202C still protrudes from the front surface of the support structure 310 by the length of the slits 303 and 304. The slide rail portion 202C on each side of the module 310 is then pushed back by the handle 31 to slide the pins 305 to the leftmost position 305-2, thus lifting the module 310.

複数のピン305の各々は、たとえば、ピン、ボルト、スペーサ、またはスライドレール部202Cをモジュール310に固定しながらスライド表面を提供するネジ機構の類であっても良い。複数のピン305の一部または全てが、ホイールベアリング手段、または滑らかなスライド運動を助長するためのナイロンなどの低摩擦ブッシュを用いても良い。   Each of the plurality of pins 305 may be, for example, a pin, a bolt, a spacer, or a type of screw mechanism that provides a slide surface while fixing the slide rail portion 202C to the module 310. Some or all of the plurality of pins 305 may use wheel bearing means or a low friction bush such as nylon to facilitate a smooth sliding motion.

当業者は、本開示を読めば、持ち上げ機構としてスライダの使用に対して、カムまたはネジ機構を有するロッドのような、てこでモジュールを適所に配置するために用いられ得る、多くの自明な代替が存在することは容易に気付くことができるだろう。本記載中にないことは、そのような機構を本発明から除外することを意味しない。   Those of ordinary skill in the art, after reading this disclosure, will appreciate the many obvious alternatives that can be used to place a lever module in place, such as a rod with a cam or screw mechanism, for the use of a slider as a lifting mechanism. It will be easy to notice that there is. Absence from this description does not imply that such a mechanism is excluded from the present invention.

コールドプレートに対してモジュール310を強く圧するための垂直運動と固定化機構によって与えられる量は常に同一ではなかろう。したがって、バネ機構または他の跳ね返り構造が、モジュール310が適所に持ち上げられるときの余分な動きおよび加えられる力を吸収するために備えられても良い。たとえば、金属バネ、支持部材の上のゴムのようなグロメット、支持構造に組み込まれた可撓性、TIMのコンプライアンス、またはクーリングプレートの可撓性などを用いることができる多くの方法が存在する。   The amount provided by the vertical motion and locking mechanism to force the module 310 strongly against the cold plate will not always be the same. Thus, a spring mechanism or other bounce structure may be provided to absorb extra motion and applied force when the module 310 is lifted in place. For example, there are many ways in which a metal spring, rubber-like grommet on the support member, flexibility built into the support structure, TIM compliance, or cooling plate flexibility can be used.

図4A、4B、および4Cは、コールドプレート棚の屈曲によって、モジュール310と複数のコールドプレート棚101の隣接する一つとの間のコンプライアンスおよび良好な熱的接触を実現するための実施形態の様々な例を示している。   4A, 4B, and 4C illustrate various embodiments for achieving compliance and good thermal contact between the module 310 and an adjacent one of the plurality of cold plate shelves 101 by bending the cold plate shelves. An example is shown.

一連のこれら実施形態では、複数のコールドプレート棚101は可撓性であり、複数の懸垂ブラケット402、レバー403、装着ブラケット404、間隔空け楔407を含む様々な支持機構およびバネ機構を介して、支持構造201上に個々に装着されている。図4Aでは、コールドプレート101は、たとえば、容易に曲がる厚さ約0.08インチ(近似的に2.03ミリメートル)の薄く平坦で柔らかいアルミニウムチューブから製造される1つ以上の平坦チューブ102を含む。厚さ約0.035インチ(近似的に0.889ミリメートル)薄い可撓性の鋼板406は、装着ブラケット404およびファスナ405を用いてコールドプレートに締め付けられる。鋼板406は平板バネとして機能し、屈曲変形を阻止し、アルミニウムコールドプレートに構造的強さを与える。装着ブラケット404はさらに、間隔空け楔407上に装着されるが、間隔空け楔407はさらにはレバー403上に装着されている。レバー403は、支持構造201に装着されている懸垂ブラケット402から吊るされている。懸垂ブラケット402に沿ってレバー304を離すように動かすことは、コールドプレートをモジュール310から離すように曲げるが、レバー403を互いに近づくように動かすことは、コールドプレートをモジュール310に向けて下に曲げる。   In a series of these embodiments, the plurality of cold plate shelves 101 are flexible and via various support and spring mechanisms including a plurality of suspension brackets 402, levers 403, mounting brackets 404, spaced wedges 407, Individually mounted on the support structure 201. In FIG. 4A, the cold plate 101 includes one or more flat tubes 102 made from, for example, a thin, flat, soft aluminum tube that is approximately 0.08 inches (approximately 2.03 millimeters) thick that bends easily. . A flexible steel plate 406 that is about 0.035 inches thick (approx. 0.889 millimeters) is fastened to the cold plate using mounting brackets 404 and fasteners 405. The steel plate 406 functions as a flat spring, prevents bending deformation, and gives structural strength to the aluminum cold plate. The mounting bracket 404 is further mounted on the spaced wedge 407, which is further mounted on the lever 403. The lever 403 is suspended from a suspension bracket 402 attached to the support structure 201. Moving the lever 304 away from the suspension bracket 402 bends the cold plate away from the module 310, but moving the lever 403 closer to each other causes the cold plate to bend down toward the module 310. .

レバー403の長さは棚の間隔より小さくすることが出来るが、コールドプレートを曲げることが要求される支持構造201に印加される水平方向の力を減らすために、レバー403を長めにすることは有利である。レバー403は通常は2つのモジュールの高さより小さく、長さは約3.5インチ(近似的に8.89センチメータ)である。レバー403は懸垂ブラケット402に沿って、用途に依存して0.1インチ(近似的に2.54ミリメートル)から0.3インチ(近似的に7.62ミリメートル)動き、約2度から6度回転する。このことはコールドプレートにモジュール310に向かって垂直方向下側に名目上、0.1インチ(近似的に2.54ミリメートル)から0.5インチ(近似的に12.7ミリメートル)曲がることを強いる。   The length of the lever 403 can be smaller than the spacing of the shelves, but to reduce the horizontal force applied to the support structure 201 that is required to bend the cold plate, it is not necessary to lengthen the lever 403. It is advantageous. Lever 403 is typically less than the height of the two modules and is approximately 3.5 inches (approximately 8.89 centimeters) in length. The lever 403 moves along the suspension bracket 402 from 0.1 inches (approximately 2.54 millimeters) to 0.3 inches (approximately 7.62 millimeters) depending on the application, approximately 2 to 6 degrees. Rotate. This forces the cold plate to bend vertically 0.1 inch (approximately 2.54 millimeters) to 0.5 inch (approximately 12.7 millimeters) vertically downward toward the module 310. .

各段階でのレバー403は、隣接するレバーが互いに干渉をしないように配置される。このことは、レバーを図4Dに示されているような角度で装着し、それぞれが懸垂ブラケット402に沿って動いたときに、その上または下にあるレバーの邪魔をしないようにすることで達成される。複数の懸垂ブラケット402は、垂直方向に、上下に、支持構造201に取り付けられる。複数の接続ポイント409は、懸垂ブラケット402で画定される垂直線の外でレバー403を装着ブラケット404に取り付ける。当業者は容易に思い付くだろうが、懸垂ブラケット402は、角度をつける以外の並べ方で干渉を避けるために“U”字型のような他の構成で配置されても良い。干渉を避けるそのようなレバーの構成の全ては、本明細書中に開示されていると事実上理解される。   The levers 403 at each stage are arranged so that adjacent levers do not interfere with each other. This is accomplished by mounting the levers at an angle as shown in FIG. 4D so that they do not interfere with the levers above or below each as they move along the suspension bracket 402. Is done. The plurality of suspension brackets 402 are attached to the support structure 201 vertically and vertically. A plurality of connection points 409 attach the lever 403 to the mounting bracket 404 outside the vertical line defined by the suspension bracket 402. Those skilled in the art will readily recognize that the suspension bracket 402 may be arranged in other configurations, such as a “U” shape, to avoid interference in other ways than angling. All such lever configurations that avoid interference are virtually understood to be disclosed herein.

引き続き図4A〜4Cを参照すると、引き出しタイプの支持スライド202上の複数のコールドプレート棚101の各々の下に吊るされる、複数の様々なタイプのモジュール310が、思到され得る。TIM411は、TIMをモジュール310の上面上に配置することによってコールドプレート101とモジュール310の間に導入される。この位置には、比較的大きな空間が存在し、TIM411とコールドプレート101の間で、一般には0.1インチ(近似的に2.54ミリメートル)から0.2インチ(近似的に5.08ミリメートル)となる。   With continued reference to FIGS. 4A-4C, a plurality of different types of modules 310 may be envisaged that are suspended under each of a plurality of cold plate shelves 101 on a drawer-type support slide 202. The TIM 411 is introduced between the cold plate 101 and the module 310 by placing the TIM on the top surface of the module 310. In this position, there is a relatively large space, generally between 0.1 inches (approximately 2.54 millimeters) to 0.2 inches (approximately 5.08 millimeters) between the TIM 411 and the cold plate 101. )

図4Bのレバー403が懸垂ブラケット402に沿って互いに向かって押されるとき、回転力が加えられ、コールドプレート101および薄い可撓性の鋼板406を、モジュール310およびモジュールが付けられたTIM411に向かって下方向に曲げられる。屈曲はコールドプレート101の下側に凸状界面を形成する。次にモジュール310は図4Cに示されているように持ち上げられると、TIM411は強制的にコールドプレート101に対峙して配置される。モジュール310が持ち上げられると、今や凸状のコールドプレート101は、モジュール310の上面に渡って徐々に平坦化され、広いTIM/コールドプレート界面にわたり分散された圧力を与え、モジュール表面が完全に平面的ではなくても良好な熱的接触を保障する。凸状のコールドプレートは、徐々にTIM411と接触し、閉じ込められている空気を排除する。そのような圧力でコールドプレートを平坦化すると、端を押し出し、コールドプレートの長さを若干長くする。この0.003インチ(近似的に0.076ミリメートル)から0,03インチ(0,76ミリメートル)の伸長は、レバー403のコンプライアンスによって吸収される。同様に、モジュール310が下がると、徐々に開放され、どんな接着力をも最小の力で徐々に打ち負かす。   When the levers 403 of FIG. 4B are pushed toward each other along the suspension bracket 402, a rotational force is applied to move the cold plate 101 and thin flexible steel plate 406 toward the module 310 and the module-attached TIM 411. Bent down. Bending forms a convex interface under the cold plate 101. When module 310 is then lifted as shown in FIG. 4C, TIM 411 is forced to be placed against cold plate 101. When the module 310 is lifted, the convex cold plate 101 is now gradually flattened over the top surface of the module 310, providing a distributed pressure across the wide TIM / cold plate interface, so that the module surface is completely planar. If not, ensure good thermal contact. The convex cold plate gradually contacts the TIM 411 and eliminates trapped air. Flattening the cold plate with such pressure pushes the end and slightly lengthens the cold plate. This extension of 0.003 inches (approximately 0.076 millimeters) to 0.03 inches (0.76 millimeters) is absorbed by the compliance of lever 403. Similarly, when module 310 is lowered, it gradually opens and gradually defeats any adhesive force with minimal force.

レバー403は、モジュールを適所に持ち上げることによって形成された、所定の位置に曲げられたコールドプレート101および接点によって、然るべき場所に永久的に固定されても良い。代替として、モジュール310は固定された高さに保持され得て、コールドプレート101は、コールドプレート101を下方向に動かすことによってモジュール310上まで下げられてもよい。モジュール310とコールドプレート101の間の距離を固定し、コールドプレート101がモジュールに接触するまでレバー403を用いてコールドプレート101を曲げる別の方法も存在する。代替として、コールドプレート101の屈曲と垂直運動の組み合わせが用いられても良い。動作を単純化するために、レバー403のペアの一つを永久的に固定し、一方でペアのもう一方を動かしてモジュール310を取り付ける、または取り外しても良い。   The lever 403 may be permanently fixed in place by a cold plate 101 bent into place and contacts formed by lifting the module in place. Alternatively, module 310 may be held at a fixed height and cold plate 101 may be lowered onto module 310 by moving cold plate 101 downward. There is another way to fix the distance between the module 310 and the cold plate 101 and bend the cold plate 101 using the lever 403 until the cold plate 101 contacts the module. Alternatively, a combination of bending and vertical movement of the cold plate 101 may be used. To simplify operation, one of the pair of levers 403 may be permanently fixed while the other of the pair is moved to install or remove the module 310.

当業者は容易に分かるだろうが、鋼板406は適当な可撓性およびバネを有する別の物質で置き換えられても良い。同様に、チューブのアルミニウムは別の物質が取って代わっても良い。別途の鋼バネは、チューブを適当に焼き入れて、チューブが適切なバネのような特性を有するようにすることによって削除しても良い。   As one skilled in the art will readily appreciate, the steel plate 406 may be replaced with another material having suitable flexibility and springs. Similarly, the tube aluminum may be replaced by another material. Separate steel springs may be eliminated by properly quenching the tube so that the tube has the appropriate spring-like properties.

当業者は、本開示を読めば認識するだろうが、懸垂ブラケット402およびレバー403、ならびにレバー403を動かす方法および機構を構成する多くの可能な方法が存在する。本開示はしたがって、そのような全ての手段、方法および機構を含むことが意図されている。限定されるものではないが、懸垂ブラケット402をネジ機構として構成すること、カムおよびスライディングレバー機構を用いること、または懸垂ブラケット402をレバー403に取り付けること、および懸垂ブラケット402を動かすこと、を含む。   Those skilled in the art will appreciate upon reading this disclosure, there are many possible ways of constructing the suspension bracket 402 and lever 403, as well as methods and mechanisms for moving the lever 403. The present disclosure is therefore intended to include all such means, methods and mechanisms. This includes, but is not limited to, configuring suspension bracket 402 as a screw mechanism, using a cam and sliding lever mechanism, or attaching suspension bracket 402 to lever 403 and moving suspension bracket 402.

図5A、5Bおよび5Cは、コールドプレートとモジュールの間に熱的接触を作り出す実施形態の別の例を示している。この一連の実施形態に対して全動作機構は、高さが2インチ(近似的に5.08センチメートル)より小さく、一つのモジュールの高さの中に適合する。図5Aに示されているように、モジュール310に対する動作機構は主に、コールドプレート101の上、モジュール310のすぐ上に位置するモジュール310Bのそばに置かれる。標準1Uモジュール(コールドプレートの挿入なしには1.75インチ(近似的に4.45センチメートル)の垂直間隔で積層可能)はしたがって、コールドプレート機構を含んでも、2インチ(近似的に5.08センチメートル)の垂直間隔で、またはそれより小さい垂直間隔で積層され得る。   5A, 5B and 5C show another example of an embodiment that creates thermal contact between the cold plate and the module. For this series of embodiments, the entire motion mechanism is less than 2 inches (approximately 5.08 centimeters) high and fits within the height of one module. As shown in FIG. 5A, the operating mechanism for the module 310 is mainly placed on the cold plate 101, beside the module 310B located just above the module 310. A standard 1U module (which can be stacked at a vertical spacing of 1.75 inches (approximately 4.45 centimeters) without cold plate insertion) is therefore 2 inches (approximately 5.75 inches) including the cold plate mechanism. (08 centimeters) vertical spacing, or smaller vertical spacing.

図4A〜4C中に記載されている機構と同様に、モジュール310は(図示されていない)支持構造に取り付けられている引き出しタイプの支持スライド202に、コールドプレートの下で装着される。コールドプレート101の上面に取り付けられているのは、薄く可撓性のある鋼板406に対して上で記載されたのと類似の特性を有する薄く可撓性のある鋼板509である。この実施形態では、薄く可撓性のある鋼板509は、コールドプレート101の両端を越えて延び、図示されているようにレバーと一体に形成される。レバーは、薄く可撓性のある鋼板509の端にU字型に曲げられて形成され、コールドプレート101の屈曲動作の制御のために用いられる。薄く可撓性のある鋼板509は、コールドプレート101中の空間を通って、コールドプレート101の前面および背面を超えて延びる複数の底面鋼棒505に鋲締めにされ、コールドプレート101を二つの鋼層の間に挟むように固く保持する。   Similar to the mechanism described in FIGS. 4A-4C, module 310 is mounted under a cold plate on a drawer-type support slide 202 attached to a support structure (not shown). Attached to the upper surface of the cold plate 101 is a thin and flexible steel plate 509 having similar characteristics as described above for the thin and flexible steel plate 406. In this embodiment, a thin and flexible steel plate 509 extends beyond both ends of the cold plate 101 and is integrally formed with the lever as shown. The lever is formed by being bent into a U shape at the end of a thin and flexible steel plate 509 and used for controlling the bending operation of the cold plate 101. A thin and flexible steel plate 509 is clamped by a plurality of bottom steel rods 505 extending through the space in the cold plate 101 and beyond the front and back surfaces of the cold plate 101, and the cold plate 101 is made of two steels. Hold tightly between the layers.

さらに、薄く平坦な鋼板509は、さらなるスティフネス(堅さ)を与えるためにコールドプレート101にくっ付けられていても良い。複数の底面鋼棒505は、コールドプレートの前方および後方に突出する丸い鋼の拡張部504を有し、丸い鋼の拡張部504は支持構造中の水平溝を通る。(図示されていない)これらの溝は、コールドプレート101を支持し、水平運動および回転を許容するが、垂直運動は、0.01インチ(近似的に0.254ミリメータ)より小さく制限する。これらの溝を用いると、コールドプレート101の下面とTIM411の上面の間の空間507は、注意深く制御され得る。この実施形態に対しては、空間507は、0.03インチ(近似的に0.762ミリメートル)と0.15インチ(近似的に3.81ミリメートル)の間である。   Further, a thin and flat steel plate 509 may be attached to the cold plate 101 to provide additional stiffness. The plurality of bottom steel bars 505 have round steel extensions 504 projecting forward and backward of the cold plate, the round steel extensions 504 passing through horizontal grooves in the support structure. These grooves (not shown) support the cold plate 101 and allow horizontal movement and rotation, but limit vertical movement to less than 0.01 inches (approximately 0.254 millimeters). With these grooves, the space 507 between the lower surface of the cold plate 101 and the upper surface of the TIM 411 can be carefully controlled. For this embodiment, the space 507 is between 0.03 inches (approximately 0.762 millimeters) and 0.15 inches (approximately 3.81 millimeters).

図5Aのカムシャフト503は、カムシャフト503の回転軸として働く、直径が近似的に0.25インチ(近似的に6.35ミリメートル)の丸いロッド501から作られる。直径が約0.75インチ(近似的に19.1ミリメートル)の丸いパイプ502は、丸いロッド501の周りに中心を外して装着され、カムを形成する。丸いロッド501は、支持構造に対して少なくとも2箇所で装着され、ロッドの位置を固定し、ロッドの運動を単純な回転に制限する。モジュール310、コールドプレート101およびカムシャフト503の相互動作を制御する大きさは、(図示されていない)同一の支持構造上の構成要素の各々を参照し、それらに装着することによって、高い正確さで制御される。   The camshaft 503 of FIG. 5A is made from a round rod 501 having a diameter of approximately 0.25 inches (approximately 6.35 millimeters) that serves as the rotational axis of the camshaft 503. A round pipe 502 having a diameter of about 0.75 inches (approximately 19.1 millimeters) is mounted off-center around the round rod 501 to form a cam. Round rods 501 are mounted at least two locations relative to the support structure, fixing the position of the rods and limiting rod movement to simple rotation. The size that controls the interoperation of the module 310, the cold plate 101 and the camshaft 503 is highly accurate by referring to and mounting each of the components on the same support structure (not shown). It is controlled by.

各カムシャフト503は、そのニュートラル位置で、鋼板の前面および背面から外に延びる、薄く平坦な鋼板509の拡張部に形成されるU字型屈曲の各々の下にぴったりと合う。カムシャフトの一部を形成するために用いられる丸いロッド502は、軸シャフトとして機能する丸いロッド501の周りを偏心的に回転する。カムシャフト503の4分の1回転によって、丸いパイプ502はU字型屈曲の一つの壁に対して圧力を加え、回転の方向に依存して右または左に0.2インチ(5.08ミリメートル)と0.3インチ(7.52ミリメートル)の間の水平運動を引き起こす。カムシャフト503は、(図示されていない)ハンドルによって、または(図示されていない)電気モータのような動力機械によってかのいずれかで回転させられる。   Each camshaft 503 fits snugly under each of the U-shaped bends formed in the extension of the thin flat steel plate 509 extending out from the front and back of the steel plate in its neutral position. A round rod 502 used to form part of the camshaft rotates eccentrically around a round rod 501 that functions as an axial shaft. A quarter turn of the camshaft 503 causes the round pipe 502 to apply pressure to one wall of the U-shaped bend, 0.2 inches (5.08 millimeters) to the right or left, depending on the direction of rotation. ) And 0.3 inches (7.52 millimeters). The camshaft 503 is rotated either by a handle (not shown) or by a power machine such as an electric motor (not shown).

電気モータは、もし用いるならば、高いトルクを与えるために減速ギアを用いることができる。電気モータは、(図示されていない)制限スイッチと共に支持構造に装着される。制限スイッチは、カムシャフト503をいずれかの方向に約2分の1回転させる。各シャフトに一つずつ、2つのモータが用いられても良いし、または単一のモータが鎖のような駆動機構を介して両方に接続されても良い。   Electric motors, if used, can use reduction gears to provide high torque. The electric motor is mounted on the support structure with a limit switch (not shown). The limit switch causes the camshaft 503 to rotate about one half in either direction. Two motors may be used, one for each shaft, or a single motor may be connected to both via a drive mechanism such as a chain.

他の可能な作動機構は、液体または気体圧力によって駆動され、回転力または直線力を与え得る。そのような機構は、本明細書中に開示されていることを読んだ当業者によって容易に設計され得る。設計は、本明細書中に開示されているものとみなされる。   Other possible actuation mechanisms may be driven by liquid or gas pressure and provide rotational or linear force. Such a mechanism can be readily designed by one of ordinary skill in the art having read what is disclosed herein. The design is considered to be disclosed herein.

引き続き本実施形態の図5Aを参照すると、カムシャフト503の回転は、360度より小さくなるように制限され、カムシャフトの最大の偏心軌跡は上を向かない。このことは、カムシャフトの上の要求される隙間を削減し、それによって、機構の全体高さを減らし、垂直方向のモジュール間隔を2インチ(近似的に5.08センチメートル)に維持することを可能にする。   With continued reference to FIG. 5A of this embodiment, the rotation of the camshaft 503 is limited to be less than 360 degrees and the maximum eccentric locus of the camshaft does not point upward. This reduces the required clearance above the camshaft, thereby reducing the overall height of the mechanism and maintaining a vertical module spacing of 2 inches (approximately 5.08 centimeters). Enable.

図5Bは、カムシャフト503が回転して、U字型のレバーの外側部分506に圧力を印加するときの、コールドプレート101の動きを示している。プレートの側面は互いに離れるように押され、コールドプレート101の中心をモジュール310から上側に曲げて離して、空間507を広げる。このことは、モジュール310およびTIM411を引き離し、2つのコンポーネントの間のいかなる残留接着力を克服し、モジュール310を支持構造から引き出して取り外しための十分な垂直方向の隙間を保障する。   FIG. 5B illustrates the movement of the cold plate 101 as the camshaft 503 rotates to apply pressure to the outer portion 506 of the U-shaped lever. The side surfaces of the plates are pushed away from each other, and the center of the cold plate 101 is bent upward from the module 310 to release the space 507. This pulls module 310 and TIM 411 apart, overcomes any residual adhesion between the two components, and ensures sufficient vertical clearance to pull module 310 out of the support structure.

カムシャフト503はまた、図3Aおよび3Bの引き出しタイプの支持スライド202に類似のスライディング機構によって置き換えられても良い。スライディング機構は、図3Aおよび3Bの装着構造と比較して、(図示されていない)端に取り付けられよう。この端の位置では、スライド上のスリットまたはピンが鋼板509の端を係合するために用いられ得て、カムシャフト503がしたのと類似の仕方で鋼板を左右に動かす。   The camshaft 503 may also be replaced by a sliding mechanism similar to the drawer-type support slide 202 of FIGS. 3A and 3B. The sliding mechanism will be attached to the end (not shown) as compared to the mounting structure of FIGS. 3A and 3B. At this end position, a slit or pin on the slide can be used to engage the end of the steel plate 509, moving the steel plate left and right in a manner similar to that of the camshaft 503.

図5Cは、カムシャフト503が回転して、U字型のレバーの内側部分508に圧力を印加するときの、コールドプレート101の動きを示している。この印加された圧力の圧縮力および回転トルクの両方が、コールドプレート101がモジュール310に接触するまで、コールドプレート101の底面を押し下げ、空間507をなくさせる。もし、モジュール310が存在しないなら、コールドプレートの真ん中は約0.6インチ(15.2ミリメートル)下がるだろう。しかしながら、モジュール310が存在すると、カムシャフト503が回転すると、コールドプレートはまずその中心でTIM411に接触する。次に、カムシャフト503がさらに回転すると、この接触領域は拡大し、中心から広がり、TIM411表面の90%以上がコールドプレート101に接触しているようになるまで、徐々に各サイドに向かって広がる。   FIG. 5C shows the movement of the cold plate 101 as the camshaft 503 rotates to apply pressure to the inner portion 508 of the U-shaped lever. Both the compressive force and the rotational torque of this applied pressure push down the bottom surface of the cold plate 101 until the cold plate 101 contacts the module 310, causing the space 507 to disappear. If module 310 is not present, the middle of the cold plate will drop approximately 0.6 inches (15.2 millimeters). However, in the presence of the module 310, when the camshaft 503 rotates, the cold plate first contacts the TIM 411 at its center. Next, when the camshaft 503 further rotates, the contact area expands and expands from the center, gradually expanding toward each side until 90% or more of the TIM 411 surface is in contact with the cold plate 101. .

薄く平坦のある鋼板509の表面がTIM411よりさらに下には行けなくなる、または圧縮され得なくなると、カムシャフト503によって印加される力は主に、U字型屈曲の部材のバネ作用によって吸収される。鋼板509およびコールドプレート101の焼き戻しおよびバネ、カムシャフト503によって伝達される運動の度合い、カムシャフト503とU字型屈曲が出会う鋼板509の上のモーメントアームの長さ、コールドプレート101および鋼板509の全体の大きさ、およびコールドプレート101からモジュール310までの距離、すべてがコールドプレートとモジュールの間に印加される垂直力を決定するために影響する。より高い圧力が望ましいが最小圧力0.1PSI(近似的に689パスカル)が、コールドプレート101とTIM411の間の良好な熱的接触を保証するために印加されるべきであろう。本実施形態は、約1PSI(近似的に6.89キロパスカル)、またそれ以上の垂直圧力を、400平方インチ(近似的に0.258平方メートル)のモジュール表面領域に生成することができる。   When the surface of the thin and flat steel plate 509 cannot go further below the TIM 411 or cannot be compressed, the force applied by the camshaft 503 is mainly absorbed by the spring action of the U-shaped bending member. . Tempering and spring of steel plate 509 and cold plate 101, degree of motion transmitted by camshaft 503, length of moment arm on steel plate 509 where camshaft 503 meets U-shaped bending, cold plate 101 and steel plate 509 , And the distance from the cold plate 101 to the module 310, all influence to determine the normal force applied between the cold plate and the module. A higher pressure is desirable, but a minimum pressure of 0.1 PSI (approximately 689 Pascals) should be applied to ensure good thermal contact between the cold plate 101 and the TIM 411. This embodiment can generate a vertical pressure of about 1 PSI (approximately 6.89 kilopascals) and higher in a module surface area of 400 square inches (approximately 0.258 square meters).

図5Dは、図5Aに示された構成の別の実施形態を示している。ファスナ405、丸い鋼の拡張部504、複数の底面鋼棒505を含む構成要素が省略されている。複数の長方形のロッド510が薄く平坦な鋼板509の上に配置され、(図示されていない)支持構造の前面および背面に延びている。支持構造はよって、複数の長方形のロッド510の各々を然るべき場所に堅く保持する。図5Cに示されているように、鋼板509を第1の位置508でカムシャフト503によって内側に曲げて、上で図5Cを参照しながら記載したように、下向きにモジュール310に向かって曲げると、鋼板509の上面は上向きに上がろうと反応する。鋼板509は、複数の長方形のロッド510によって各サイドに拘束され、それによって、以前に記載したように、モジュール310に下向きに力を働かせ、モジュール310の上面全体は平面化される。   FIG. 5D shows another embodiment of the configuration shown in FIG. 5A. Components including fasteners 405, round steel extensions 504, and a plurality of bottom steel bars 505 are omitted. A plurality of rectangular rods 510 are disposed on a thin flat steel plate 509 and extend to the front and back of the support structure (not shown). The support structure thus holds each of the plurality of rectangular rods 510 firmly in place. As shown in FIG. 5C, when the steel plate 509 is bent inward by the camshaft 503 at the first position 508 and bent downward toward the module 310 as described above with reference to FIG. 5C. The upper surface of the steel plate 509 reacts to rise upward. The steel plate 509 is constrained to each side by a plurality of rectangular rods 510, thereby exerting a downward force on the module 310 and planarizing the entire top surface of the module 310 as previously described.

カムシャフト503が図5Bに示されているように第2の位置に外向き且つ上向きに回転すると、鋼板509は外向きに曲げられ、図5Bを参照しながら以前に記載したように上向きの屈曲を生成し、モジュール310から離れるように持ち上がる。この場合、図1A〜1Cの1つ以上の平面チューブ102は、鋼板509によって持ち上げられるように、鋼板509に取り付けられる必要がある。1つ以上の平坦チューブ102および鋼板509は異なる半径で曲げられ、したがってケースの回復堅さなしには、それらが互いに堅く取り付けられ得ないことに言及しておく。チューブを持ち上げるために、少なくとも3つの異なる例示の方法が用いられ得る。詳細には記載しないが、本明細書中に開示されていることを読めば各方法は容易に思到できるであろう。   When the camshaft 503 rotates outward and upward to the second position as shown in FIG. 5B, the steel plate 509 is bent outward and bent upward as previously described with reference to FIG. 5B. And lifted away from module 310. In this case, the one or more planar tubes 102 of FIGS. 1A-1C need to be attached to the steel plate 509 so that they can be lifted by the steel plate 509. It should be noted that the one or more flat tubes 102 and the steel plate 509 are bent at different radii and thus cannot be rigidly attached to each other without the recovery stiffness of the case. At least three different exemplary methods can be used to lift the tube. Although not described in detail, each method would be readily conceivable after reading the disclosure herein.

(図示されていない)第1の方法では、チューブを互いの中心線に沿って局部接着することによってチューブを鋼板509に取り付けることができる。(図示されていない)第2の方法は、ブラケットをチューブの上面に、たとえば板のレセプタに緩く噛み合うブラケットに接着するまたは蝋付けすることによって、取り付けても良い。第3の方法では、チューブは、狭い領域またはタブで、チューブの下に曲げられたその板から上向きに曲げられるまたは打ち出されて、図5Eに示されるようにチューブを係合しても良い。図5Eは、チューブ102の一部を覆う鋼板509の一部を示している。鋼板509は、その中に切られた孔512を有している。タブ513は孔512の端から延び、プレート509の打ち出し511の下に曲げられている。   In the first method (not shown), the tubes can be attached to the steel plate 509 by locally bonding the tubes along each other's centerline. A second method (not shown) may be attached by gluing or brazing the bracket to the top surface of the tube, for example to a bracket that loosely engages the receptor on the plate. In the third method, the tube may be bent or punched upward from its plate bent under the tube in a narrow area or tab to engage the tube as shown in FIG. 5E. FIG. 5E shows a part of the steel plate 509 covering a part of the tube 102. The steel plate 509 has a hole 512 cut therein. A tab 513 extends from the end of the hole 512 and is bent under the punch 511 of the plate 509.

ここで図6を参照すると、代替の方法が示されており、その方法では、スライディングレールは従来のように固定され、モジュール310は持ち上げられないし、コールドプレート101は動かされも曲げられもしない。モジュール310と関係する上側のコールドプレート101の間の小さなギャップは、熱伝導性物質から構成され、一端に細長いバルブ604を有する膨張可能なポーチ601で満たされている。空気または他の気体で満たされた圧縮性チューブ602は、細長いバルブ604に配置されている。膨張可能なポーチ601の残りは、熱伝導性流体で実質的に満たされている。   Referring now to FIG. 6, an alternative method is shown, in which the sliding rail is secured as before, the module 310 is not lifted, and the cold plate 101 is neither moved nor bent. The small gap between the upper cold plate 101 associated with the module 310 is filled with an inflatable pouch 601 made of a thermally conductive material and having an elongated valve 604 at one end. A compressible tube 602 filled with air or other gas is disposed on the elongated valve 604. The remainder of the inflatable pouch 601 is substantially filled with a thermally conductive fluid.

モジュール310が冷却フレームワーク中にスライドする前に、膨張可能なポーチ601は、関連する棚の下の支持構造内またはモジュール310の端と重なるポーチ601の背面端でモジュール310の上面に直接的に配置される。モジュール310が然るべき位置にスライドされている間、またはその後、ポーチ601の端の細長いバルブ604は棚の背面でブロック605に対して圧縮される。細長いバルブ604は、モジュール310の背面、またはモジュール310とは独立に動作する(図示されていない)レバーによって圧縮される。   Before the module 310 slides into the cooling framework, the inflatable pouch 601 is directly on the top surface of the module 310 in the support structure under the associated shelf or at the back end of the pouch 601 that overlaps the end of the module 310. Be placed. While the module 310 is being slid into position, or afterwards, the elongated valve 604 at the end of the pouch 601 is compressed against the block 605 at the back of the shelf. The elongate valve 604 is compressed by a lever (not shown) that operates independently from the back of the module 310 or the module 310.

圧縮は熱伝導性流体をポーチ601の中に流し込ませ、ポーチ601を膨張させ、コールドプレート101とモジュール310に対してポーチのサイドを押し付け、小さなギャップを埋める。もしギャップが、モジュール310またはレバーが動きの終端に達する前に埋められると、細長いバルブ604内の圧縮可能なチューブ602は収縮し、よって余分な流体を吸収する。   Compression causes the thermally conductive fluid to flow into the pouch 601, expands the pouch 601, presses the side of the pouch against the cold plate 101 and the module 310, filling a small gap. If the gap is filled before the module 310 or lever reaches the end of movement, the compressible tube 602 in the elongate valve 604 contracts and thus absorbs excess fluid.

代替として、コンプライアンスを与える細長いバルブ604の代わりに、ブロック605は、膨張可能なポーチ601内の流体にどれだけの力を印加し得るかを制限する(図示されていない)バネなどの他の手段によって要求されたコンプライアンスを与えるように設計されても良い。モジュール310とコールドプレート101の間のポーチ601の中の流体に力を加える他の方法、たとえば、圧縮可能なチューブ602の膨張などは、本明細書中に開示されていることを読んだ当業者には容易に認識可能であり、よって本開示の範囲内であると考えられる。   Alternatively, instead of an elongate valve 604 that provides compliance, the block 605 may be other means such as a spring (not shown) that limits how much force can be applied to the fluid in the inflatable pouch 601. May be designed to provide the compliance required by: Other methods of applying a force to the fluid in the pouch 601 between the module 310 and the cold plate 101, such as expansion of the compressible tube 602, etc. are read by those skilled in the art. Are readily recognizable and are therefore considered to be within the scope of the present disclosure.

特定の実施形態の例では、ポーチ601を満たす熱伝導性流体は、電気的に非伝導性で弱い粘性流体であり、ポーチに穴が開く、またはさもなければ破損しても、ポーチ601から容易には流れ出ないであろう。   In certain example embodiments, the thermally conductive fluid filling the pouch 601 is an electrically non-conductive, weak viscous fluid that is easily removed from the pouch 601 if the pouch is pierced or otherwise broken. Will not flow out.

モジュール310が然るべき位置にあるとき、包含されている流体の圧力によってコーチ601をモジュール310とコールドプレート101の間に堅く収容し続けられる。モジュール310のあらゆる動作の始まり、またはモジュール310を圧縮しているレバーの開放は、ポーチ601中の流体の圧力を減らし、モジュール310が容易に取り外せるようにするだろう。   When the module 310 is in place, the contained fluid pressure keeps the coach 601 tightly housed between the module 310 and the cold plate 101. The beginning of any operation of module 310 or the opening of the lever compressing module 310 will reduce the pressure of the fluid in pouch 601 and allow module 310 to be easily removed.

代替として、ポーチ610は、従来の蓋の代わりに用いられても良く、それは別のやり方でモジュール310に取り付けられても良い。図7は、モジュール310中の複数の電子コンポーネントの熱界面702、704、712に直接接触する膨張可能なポート601を示している。   Alternatively, the pouch 610 may be used in place of a conventional lid, which may be attached to the module 310 in other ways. FIG. 7 shows an expandable port 601 that directly contacts thermal interfaces 702, 704, 712 of multiple electronic components in module 310.

上で与えられた記載では、モジュールは全般的に隣接するコールドプレートの下に配置され、コールドプレートと接触するために持ち上げられたが、水平コールドプレートの上、または垂直に搭載されたコールドプレートに並んでモジュールを配置することを含む、コールドプレートの近くへのモジュールのいかなる配置が、本開示の範囲内であると考えられる。(同一のサイズまたは複数のサイズの)1つ以上のモジュールはまた、同一のコールドプレートの対向するサイドに搭載されても良い。加えて、コールドプレートは、同一のコールドプレート上に複数のモジュールが搭載されても良いように、モジュールより大きくても良い。逆に、コールドプレートはモジュールより小さくても良い。   In the description given above, the module is generally placed under an adjacent cold plate and lifted to contact the cold plate, but on a horizontal cold plate or on a vertically mounted cold plate. Any placement of the module near the cold plate, including placing the modules side by side, is considered within the scope of the present disclosure. One or more modules (of the same size or sizes) may also be mounted on opposite sides of the same cold plate. In addition, the cold plate may be larger than the module so that multiple modules may be mounted on the same cold plate. Conversely, the cold plate may be smaller than the module.

図8に示されている実施形態の別の例では、平坦な熱パイプ801が第2のコールドプレートとして用いられる。平坦な熱パイプ801は、モジュール310のサイドに固定され、モジュール310の内部の構成要素およびサブアセンブリは、平坦な熱パイプ801に熱的に取り付けられている。モジュール310のサイドへの熱パイプ801の取り付けによって、または図7を参照して与えた、膨張可能なポート601に関する記載に類似の方法で蓋の代わりとして熱パイプ801を用いることによってのいずれかで、熱的な接続を生じさせることが可能である。平坦な熱パイプ801は、モジュール310が挿入されたとき、コールドプレート101に熱的に接触するモジュールのサイドを越えて広がった断面を含んでいる。   In another example of the embodiment shown in FIG. 8, a flat heat pipe 801 is used as the second cold plate. A flat heat pipe 801 is secured to the side of the module 310 and the components and subassemblies inside the module 310 are thermally attached to the flat heat pipe 801. Either by attaching the heat pipe 801 to the side of the module 310 or by using the heat pipe 801 as a replacement for the lid in a manner similar to that described with respect to the inflatable port 601 given with reference to FIG. It is possible to make a thermal connection. The flat heat pipe 801 includes a cross section that extends beyond the side of the module that is in thermal contact with the cold plate 101 when the module 310 is inserted.

平坦な熱パイプ801は、熱が取り出されるモジュールのサイドと同一の平面で第1のコールドプレートと接触するモジュール310を超えて、直線に延びても良い。代替として、熱パイプ801は、図8に示されているように、モジュール310の第2のサイドの周りに曲げられて、モジュール310の第1のサイドに直交して搭載されるコールドプレート101に熱的に接触するようにしても良い。屈曲は可撓性のバネとして作用し、それによって第1および第2のコールドプレートは、バネの作用によって印加される圧力によって熱的に接着される。(図示されていない)TIMは、第1および第2のコールドプレートの間に付けられる。   The flat heat pipe 801 may extend in a straight line beyond the module 310 that contacts the first cold plate in the same plane as the side of the module from which heat is extracted. Alternatively, the heat pipe 801 is bent around the second side of the module 310 and mounted on the cold plate 101 mounted orthogonally to the first side of the module 310, as shown in FIG. You may make it contact thermally. The bend acts as a flexible spring, whereby the first and second cold plates are thermally bonded by the pressure applied by the action of the spring. A TIM (not shown) is placed between the first and second cold plates.

モジュール310とコールドプレート101の表面の交差面は、上述の手段および方法をもってしても良好な熱的接触を形成するにはあまりにも不規則であり得る。熱伝導性シート物質としての従来のTIMは、熱的物質フィラーにより高度に圧縮可能でもなく、本明細書中に記載される力が加えられれば高度に圧縮可能であったとしても、高い熱伝導度を有しない。熱伝導性グリースは広い空間から流れ出るだろうし、使用の規定された範囲内に適用し、制限すること難しい。   The intersection of the surface of the module 310 and the cold plate 101 can be too irregular to make good thermal contact even with the means and methods described above. Conventional TIMs as thermally conductive sheet materials are not highly compressible due to thermal material fillers, and are highly heat conductive, even if highly compressible when the forces described herein are applied. Has no degree. Thermally conductive grease will flow out of large spaces and is difficult to apply and limit within the specified range of use.

ここで図9を参照すると、第1のTIM911および熱伝導性グリース900を含む1つ以上の熱伝導性シートは高いコンプライアント熱的界面を提供する。熱伝導性グリースは、厚さが、アプリケーションに依存してこれより大きくても、小さくても、本明細書に記載されているように圧力が印加されると容易に流れるのに十分な厚さであれば良いが、約0.01インチ(近似的に0.254ミリメータ)の層内で、(直接的には図示されていない)隣接するコールドプレートに熱的に取り付けられる、モジュール310の上面に適用される。グリースが適用されない約2分の1インチ(近似的に12.7ミリメートル)のフレームは、モジュール310の上面の端の周りに残っている。下側に1つの接着性サイドを有する第1のTIMは、フレームを含む全領域に配置され、下面に熱伝導性グリース900を全面的に密封する。コールドプレートはモジュール300に係合されると、熱伝導性グリース900は、高く圧縮された領域から、熱的な真空に向かって流れ、これらの真空を充填し、高品質な熱的界面を形成する。   Referring now to FIG. 9, the one or more thermally conductive sheets comprising the first TIM 911 and the thermally conductive grease 900 provide a high compliant thermal interface. The thermally conductive grease is thick enough to flow easily when pressure is applied as described herein, whether it is thicker or smaller depending on the application. The top surface of module 310 may be thermally attached to an adjacent cold plate (not directly shown) in a layer of about 0.01 inches (approximately 0.254 millimeters). Applies to An approximately one-half inch (approximately 12.7 millimeter) frame to which no grease is applied remains around the top edge of module 310. The first TIM having one adhesive side on the lower side is disposed in the entire region including the frame, and seals the heat conductive grease 900 on the entire bottom surface. When the cold plate is engaged with the module 300, the thermally conductive grease 900 flows from the highly compressed area toward the thermal vacuum and fills these vacuums to form a high quality thermal interface. To do.

実施形態の例では、熱伝導性グリース900の粘性は、20,000から200,000センチポアズ(20から200ニュートン秒/平方メートル)の範囲である。特定の実施形態の例では、熱伝導性グリース900の粘性は、名目上約100,000センチポアズ(100ニュートン秒/平方メートル)である。   In an example embodiment, the thermal conductive grease 900 has a viscosity in the range of 20,000 to 200,000 centipoise (20 to 200 Newton seconds / square meter). In an example embodiment, the thermal conductive grease 900 has a nominal viscosity of about 100,000 centipoise (100 Newton seconds / square meter).

当業者は、本明細書に記載されるように、熱的界面は、モジュールの外側表面の冷却以上の応用を有することを認識するだろう。熱的界面は、いかなる2つの表面を熱的に結合するためにも用いられ得る。たとえば、冷却を必要とするモジュール内部の構成要素またはサブアセンブリは、別々にまたは加えて、そのような熱的界面を用いるモジュールの内側サイドに熱的に結合し得る。   Those skilled in the art will recognize that the thermal interface, as described herein, has applications beyond the cooling of the outer surface of the module. The thermal interface can be used to thermally bond any two surfaces. For example, the components or subassemblies inside the module that require cooling may be thermally coupled to the inner side of the module using such a thermal interface, either separately or in addition.

引き続き図9を参照すると、第2のTIM902を含む1つ以上の熱伝導性シートの追加の組が、冷却が必要なデバイス904の上のモジュール上部領域の下側に搭載されている。熱伝導性グリース901は、シートとモジュールの間に挿入されている。さらに、(図示されていない)孔が、熱伝導性グリース900、901を熱的に結合するためにモジュール上面にドリルで開けられていても良い。孔は、グリースがモジュールの上面側と下側の間を自由に流れることを許容し、より小さい接触領域への移動し、コールドプレートと内部構成要素の間の熱的接続および熱伝導性の改善をもたらす。代替として、グリースは、図6を参照しながら記述された膨張可能なポーチ601のような、密封されたポーチ内に包含されていても良い。   With continued reference to FIG. 9, an additional set of one or more thermally conductive sheets comprising a second TIM 902 is mounted below the module upper region above the device 904 that requires cooling. Thermally conductive grease 901 is inserted between the sheet and the module. In addition, holes (not shown) may be drilled in the top surface of the module to thermally couple the thermally conductive grease 900, 901. The holes allow grease to flow freely between the top and bottom sides of the module, move to a smaller contact area, and improve the thermal connection and thermal conductivity between the cold plate and internal components Bring. Alternatively, the grease may be contained within a sealed pouch, such as the inflatable pouch 601 described with reference to FIG.

加えて、再び図1Bを参照すると、1つ以上の平坦なチューブ102の間に存在する任意の空間は、余分なグリースが流れる余地を許容し、可能性として、グリースの厚さを減らし、それによってコールドプレート101とモジュール310の間の熱抵抗を最小に減らし、よって良好な熱的接触を保証する。   In addition, referring again to FIG. 1B, any space present between one or more flat tubes 102 allows room for excess grease to flow, potentially reducing the thickness of the grease, Reduces the thermal resistance between the cold plate 101 and the module 310 to a minimum, thus ensuring good thermal contact.

本明細書では、様々な実施形態を記載してきたが、本発明の様々な形態の広い目的および範囲から逸脱することなしに、これらの実施形態に対する様々な変更および修正が可能であることは明らかであろう。したがって、明細書および図面は限定的な意味というではなく、例示としてみなされるべきであろう。明細書の一部をなす添付の図面は、例示として示されており、限定する目的で示されていない。発明の主題が実施される特定の実施形態を示している。図示されている実施形態は、当業者が本明細書に記載されている教示を実施することが可能なように十分に詳細に記載されている。他の実施形態が用いられ、そして図示されている実施形態から導かれてもよく、本開示の範囲から逸脱することなく、構造的、論理的代用および変更が可能であり得る。“発明を実施するための形態”は、したがって、限定的な意味で捉えられるべきではなく、様々な実施形態の範囲は、添付のクレームとそれらのクレームに権利が与えられるものの均等物の全範囲によってのみ画定される。   While various embodiments have been described herein, it is apparent that various changes and modifications can be made to these embodiments without departing from the broad purpose and scope of the various embodiments of the present invention. Will. The specification and drawings are accordingly to be regarded in an illustrative rather than restrictive sense. The accompanying drawings, which form a part of the specification, are shown by way of illustration and not for purposes of limitation. Fig. 4 illustrates a specific embodiment in which the inventive subject matter may be implemented. The illustrated embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the teachings described herein. Other embodiments may be used and may be derived from the illustrated embodiments, and structural, logical substitutions and modifications may be possible without departing from the scope of the present disclosure. “Modes for Carrying Out the Invention” should therefore not be taken in a limiting sense, and the scope of the various embodiments covers the entire scope of the appended claims and the equivalents to which those claims are entitled. Defined only by

本発明の主題のそのような実施形態は、本明細書中では、独立にまたは集合的に、“発明”という用語で、単に簡便のため、およびもし1つ以上の発明が、実際に、開示されているなら、本出願の範囲を、どの一つの発明または発明の概念に自発的に限定しようとすることなく、参照され得る。よって、本明細書中で特定の実施形態が図示され、記載されてきたが、同一の目的の実現のために計画されたあらゆる形態が、図示された特定の実施形態に取って代わられても良いことが認識されよう。この開示は、様々な実施形態のいかなるそして全ての適合または変形をカバーすることが意図されている。上の実施形態の組み合わせ、および本明細書中で特に記載されていない他の実施形態は、上の記載を検討した当業者には明らかであろう。   Such embodiments of the present inventive subject matter, herein or independently, collectively, in the term “invention”, are merely for convenience and if one or more inventions are actually disclosed. If so, it may be referenced without attempting to voluntarily limit the scope of this application to any one invention or inventive concept. Thus, although specific embodiments have been illustrated and described herein, any form planned for the realization of the same purpose may be replaced by the illustrated specific embodiments. It will be recognized that it is good. This disclosure is intended to cover any and all adaptations or variations of various embodiments. Combinations of the above embodiments, and other embodiments not specifically described herein, will be apparent to those of skill in the art upon reviewing the above description.

たとえば、特定の実施形態は様々な配列、大きさ、物質、およびシステムのトポロジーを記載する。そのような配列、大きさ、物質、およびトポロジーは、当業者が本開示の原理を理解することが可能となるように与えられている。よって、たとえば、多くの他の物質および配置が容易に用いられ得るし、相変わらず本開示の範囲内に属し得る。加えて、また、一方では、当業者は、本明細書中に与えた開示を読むことによって追加の実施形態が決定され得ることは理解するだろう。   For example, certain embodiments describe various arrangements, sizes, materials, and system topologies. Such arrangements, sizes, materials, and topologies are provided to enable those skilled in the art to understand the principles of the present disclosure. Thus, for example, many other materials and arrangements can be readily used and still remain within the scope of the present disclosure. In addition, and on the other hand, one of ordinary skill in the art will appreciate that additional embodiments may be determined by reading the disclosure provided herein.

Claims (31)

電子コンポーネントの冷却を提供するシステムであって、
1つ以上の前記電子コンポーネントに熱的に結合するように構成された1つ以上のコールドプレートであって、前記1つ以上のコールドプレートの各々は、冷却流体がその中を流れることを可能とするように構成された少なくとも1つの通路を有するコールドプレートと、
前記冷却流体の流入を可能とするために前記少なくとも1つの通路の第1の端に結合されている入力ヘッダと、
前記冷却流体の流出を可能とするために前記少なくとも1つの通路の第2の端に結合されている出力ヘッダと、
前記冷却流体を循環させるために前記入力ヘッダおよび前記出力ヘッダを外部システムに結合する結合機構と、
を含むシステム。
A system for providing cooling of electronic components,
One or more cold plates configured to be thermally coupled to one or more of the electronic components, each of the one or more cold plates allowing cooling fluid to flow therethrough. A cold plate having at least one passage configured to:
An input header coupled to a first end of the at least one passage to allow inflow of the cooling fluid;
An output header coupled to a second end of the at least one passage to allow outflow of the cooling fluid;
A coupling mechanism coupling the input header and the output header to an external system for circulating the cooling fluid;
Including system.
さらに、
前記1つ以上のコールドプレートを支持する支持機構と、
前記1つ以上の電子コンポーネントを取り付け、前記電子コンポーネントの前記1つ以上を前記1つ以上のコールドプレートの少なくとも1つに熱的に接触させるように構成された装着構造と、
を含む請求項1のシステム。
further,
A support mechanism for supporting the one or more cold plates;
A mounting structure configured to attach the one or more electronic components and to thermally contact the one or more of the electronic components with at least one of the one or more cold plates;
The system of claim 1 comprising:
さらに、前記電子コンポーネントの前記1つ以上を前記1つ以上のコールドプレートの少なくとも1つに結合し、それらの間の熱移動を増加させるように構成された熱的界面物質を含む、請求項1のシステム。   The thermal interface material further configured to couple the one or more of the electronic components to at least one of the one or more cold plates and increase heat transfer therebetween. System. 前記1つ以上のコールドプレートの前記少なくとも1つと前記1つ以上の電子コンポーネントに結合されている前記熱的界面物質との間の空間は、前記1つ以上の電子コンポーネントが支持構造に挿入されたときに、0.03インチと0.15インチの間である、請求項3のシステム。   The space between the at least one of the one or more cold plates and the thermal interface material coupled to the one or more electronic components is such that the one or more electronic components are inserted into a support structure 4. The system of claim 3, sometimes between 0.03 inches and 0.15 inches. 前記電子コンポーネントの前記1つ以上は、計算サーバ、データストレージ、スイッチ、ルータ、および電力変換ユニットを含む、請求項1のシステム。   The system of claim 1, wherein the one or more of the electronic components include a computing server, data storage, a switch, a router, and a power conversion unit. 前記冷却流体から前記1つ以上の電子コンポーネントの結合されているものへの熱抵抗は、2℃/W/平方インチより小さい、請求項1のシステム。   The system of claim 1, wherein a thermal resistance from the cooling fluid to the combined one or more electronic components is less than 2 ° C./W/in 2. 前記1つ以上のコールドプレートの各々は、平坦チューブから構成される、請求項1のシステム。   The system of claim 1, wherein each of the one or more cold plates is comprised of a flat tube. 前記1つ以上のコールドプレートの各々は、複数の平坦チューブから構成される、請求項1のシステム。   The system of claim 1, wherein each of the one or more cold plates is comprised of a plurality of flat tubes. 前記複数の平坦チューブの端は、マニフォールド中で終端する、請求項8のシステム。   The system of claim 8, wherein ends of the plurality of flat tubes terminate in a manifold. さらに、装着されたコンポーネントと前記1つ以上のコールドプレートの関連するものとの間の漸増的分離を与え、それによっていかなる接着力も最小の力で超克するための装着手段を含む、請求項1のシステム。   2. A mounting means for providing incremental separation between a mounted component and the associated one or more cold plates, thereby overcoming any adhesive force with minimal force. System. 前記装着手段は、第一に、前記装着されたコンポーネントを支持構造にスライドし、次に、前記装着されたコンポーネントを関連するコールドプレートに対峙して配置するように構成されたスライダである、請求項10のシステム。   The mounting means is a slider configured to first slide the mounted component onto a support structure and then place the mounted component against an associated cold plate. Item 10. The system according to item 10. 前記1つ以上のコールドプレートは、前記電子コンポーネントの前記1つ以上のうちの結合されたものに向けてまたはそれから離れるように凸状平面を形成するために屈曲するように構成される、請求項1のシステム。   The one or more cold plates are configured to bend to form a convex plane toward or away from the combined one or more of the electronic components. 1 system. 前記1つ以上のコールドプレートは、前記屈曲の量を制御するための一体化されたレバーを有する取り付けられた鋼板を有する、請求項12のシステム。   13. The system of claim 12, wherein the one or more cold plates have an attached steel plate with an integrated lever for controlling the amount of bending. さらに、熱を前記電子コンポーネントの前記1つ以上から前記1つ以上のコールドプレートの少なくとも1つに伝導させるための第2のコールドプレートとして作用する平坦な可撓性熱パイプを含む、請求項1のシステム。   2. A flat flexible heat pipe that acts as a second cold plate for conducting heat from the one or more of the electronic components to at least one of the one or more cold plates. System. 可撓性コールドプレートであって、
実質的に平面構造で互いに隣接して結合される複数のチューブであって、冷却液体がその中を流れることができるように構成されている複数のチューブと、
前記複数のチューブの端の第1の組を連結する第1のマニフォールドと、
前記複数のチューブの端の第2の組を連結する第2のマニフォールドであって、前記第1のマニフォールドおよび第2のマニフォールドが前記複数のチューブ内で前記冷却流体の循環を与えるために循環源に結合するように構成されている第2のマニフォールドと、
前記可撓性コールドプレートを曲げる手段と、
を含む可撓性コールドプレート。
A flexible cold plate,
A plurality of tubes coupled adjacent to each other in a substantially planar configuration, wherein the plurality of tubes are configured to allow cooling liquid to flow therethrough;
A first manifold connecting a first set of ends of the plurality of tubes;
A second manifold connecting a second set of ends of the plurality of tubes, wherein the first manifold and the second manifold provide circulation of the cooling fluid within the plurality of tubes A second manifold configured to couple to the
Means for bending the flexible cold plate;
A flexible cold plate.
さらに、前記複数のチューブに結合された可撓性バネプレートを含み、前記可撓性バネプレートは前記可撓性コールドプレートを曲げるように構成されている、請求項15の可撓性コールドプレート。   The flexible cold plate of claim 15, further comprising a flexible spring plate coupled to the plurality of tubes, wherein the flexible spring plate is configured to bend the flexible cold plate. 前記可撓性バネプレートは、前記可撓性コールドプレートを曲げるためにレバーとして作用する拡張部を与えるように形成されている、請求項16のコールドプレート。   The cold plate of claim 16, wherein the flexible spring plate is configured to provide an extension that acts as a lever to bend the flexible cold plate. 凸状表面が、前記可撓性コールドプレートを曲げることによって生成される、請求項15の可撓性コールドプレート。   The flexible cold plate of claim 15, wherein a convex surface is created by bending the flexible cold plate. 前記凸状表面の弧の最大深さは、前記可撓性コールドプレートの曲げられていない面から0.1インチから0.6インチの間である、請求項18の可撓性コールドプレート。   19. The flexible cold plate of claim 18, wherein the maximum arc depth of the convex surface is between 0.1 and 0.6 inches from the unbent side of the flexible cold plate. さらに、熱伝導性グリースを封入する少なくとも2枚の熱伝導性物質のシートを含む、熱伝導性界面を含む、請求項15の可撓性コールドプレート。   The flexible cold plate of claim 15 further comprising a thermally conductive interface comprising at least two sheets of thermally conductive material encapsulating thermally conductive grease. 複数の電子装置モジュールを冷却する方法であって、
前記複数の電子装置モジュールの各々を、支持構造中の1つ以上のコールドプレートの少なくとも選択された1つに近接して配置することであって、前記複数の電子装置モジュールは各々、前記1つ以上のコールドプレートの少なくとも前記選択された1つとの熱的接触を与えるように配置されることと、
前記1つ以上のコールドプレートの少なくとも前記選択された1つを、外部冷却システムに結合することと、
前記外部冷却システムと前記1つ以上のコールドプレートの内部通路との間に冷却流体を循環させること、
を含む方法。
A method for cooling a plurality of electronic device modules, comprising:
Each of the plurality of electronic device modules is disposed proximate to at least a selected one of one or more cold plates in a support structure, each of the plurality of electronic device modules being the one Being arranged to provide thermal contact with at least the selected one of the above cold plates;
Coupling at least the selected one of the one or more cold plates to an external cooling system;
Circulating a cooling fluid between the external cooling system and an internal passage of the one or more cold plates;
Including methods.
さらに、
前記複数の電子装置モジュールの各々を、前記1つ以上のコールドプレートの少なくとも前記選択された1つに熱的に接触させることであって、
前記電子装置モジュールを、前記電子装置モジュールと前記コールドプレートの間で接触することなく、前記支持構造に水平方向に挿入することと、
前記電子装置モジュールまたは前記コールドプレートのいずれかを互いの方向に動かし、それによって、前記モジュールと前記コールドプレートを、スライド動作なしに互いに熱的に接触させることと、によって熱的に接触させること
を含む請求項21の方法。
further,
Thermally contacting each of the plurality of electronic device modules with at least the selected one of the one or more cold plates;
Inserting the electronic device module horizontally into the support structure without contact between the electronic device module and the cold plate;
Moving either the electronic device module or the cold plate in the direction of each other, thereby bringing the module and the cold plate into thermal contact with each other without sliding motion. The method of claim 21 comprising.
さらに、前記複数の電子装置モジュールの各々を、前記1つ以上のコールドプレートの少なくとも前記選択された1つに漸増的に熱的に結合させ、それによって、前記モジュールと前記コールドプレートの間の余分な空気を放出すること、を含む請求項21の方法。   Further, each of the plurality of electronic device modules is incrementally thermally coupled to at least the selected one of the one or more cold plates, thereby providing extra space between the modules and the cold plate. 22. The method of claim 21, comprising releasing fresh air. さらに、熱伝導性流体で満たされた膨張可能なポーチを、前記複数の電子装置モジュールと前記1つ以上のコールドプレートの少なくとも前記選択された1つとの間に挿入すること、を含む請求項21の方法。   23. Inserting an inflatable pouch filled with a thermally conductive fluid between the plurality of electronic device modules and at least the selected one of the one or more cold plates. the method of. さらに、前記1つ以上のコールドプレートの少なくとも前記選択された1つの少なくとも一部を曲げて、前記複数の電子装置モジュールの少なくとも1つに熱的に接触させること、を含む請求項21の方法。   24. The method of claim 21, further comprising bending at least a portion of at least the selected one of the one or more cold plates to thermally contact at least one of the plurality of electronic device modules. 電子モジュールを冷却する方法であって、
薄く可撓性のコールドプレートを前記電子モジュールに近接して取り付けることであって、前記コールドプレートはバネのような特性を有することと、
前記薄く可撓性のコールドプレートを曲げて、前記電子モジュールに向かって凸状表面を与えることと、
前記コールドプレートと前記電子モジュールを、前記凸状表面を徐々に平坦化することによって互いに熱的に接触させること、
を含む方法。
A method for cooling an electronic module, comprising:
Attaching a thin and flexible cold plate close to the electronic module, the cold plate having spring-like properties;
Bending the thin flexible cold plate to provide a convex surface towards the electronic module;
Bringing the cold plate and the electronic module into thermal contact with each other by gradually planarizing the convex surface;
Including methods.
さらに、熱的界面物質を前記電子モジュールと前記薄く可撓性のコールドプレートの間に配置すること、を含む請求項26の方法。   27. The method of claim 26, further comprising disposing a thermal interface material between the electronic module and the thin flexible cold plate. 電子コンポーネントの冷却を与えるシステムであって、
前記電子コンポーネントの少なくとも1つに装着するように構成された熱伝導性物質の少なくとも1枚のシートを含む熱伝導性界面と、
前記電子コンポーネントの少なくとも1つと前記熱伝導性界面との間に封入される熱伝導性グリースと、
を含むシステム。
A system for cooling electronic components,
A thermally conductive interface comprising at least one sheet of thermally conductive material configured to attach to at least one of said electronic components;
A thermally conductive grease encapsulated between at least one of the electronic components and the thermally conductive interface;
Including system.
さらに、前記電子コンポーネントの1つ上に熱的に結合されるように構成される1つ以上のコールドプレートであって、冷却流体がその中を流れることができるようにする少なくとも1つの通路を有する前記1つ以上のコールドプレート、
を含む請求項28のシステム。
Further, one or more cold plates configured to be thermally coupled onto one of the electronic components, having at least one passage that allows cooling fluid to flow therethrough. The one or more cold plates;
30. The system of claim 28, comprising:
前記熱伝導性グリースは、20から200ニュートン秒/平方メートルの範囲の粘性を有する、請求項28のシステム。   29. The system of claim 28, wherein the thermally conductive grease has a viscosity in the range of 20 to 200 Newton seconds / square meter. 前記熱伝導性グリースは、約100ニュートン秒/平方メートルの範囲の粘性を有する、請求項28のシステム。   30. The system of claim 28, wherein the thermally conductive grease has a viscosity in the range of about 100 Newton seconds / square meter.
JP2010539491A 2007-12-19 2008-12-19 Cooling system for electronic modules cooled by contact Pending JP2011509452A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US813607P 2007-12-19 2007-12-19
PCT/US2008/013880 WO2009079012A1 (en) 2007-12-19 2008-12-19 A cooling system for contact cooled electronic modules

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011509452A true JP2011509452A (en) 2011-03-24

Family

ID=40787202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010539491A Pending JP2011509452A (en) 2007-12-19 2008-12-19 Cooling system for electronic modules cooled by contact

Country Status (5)

Country Link
US (2) US8000103B2 (en)
EP (1) EP2232968A1 (en)
JP (1) JP2011509452A (en)
CN (2) CN101960937B (en)
WO (1) WO2009079012A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017180933A (en) * 2016-03-30 2017-10-05 株式会社小林産業 Plate-like bodies cooling device

Families Citing this family (74)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8464781B2 (en) 2002-11-01 2013-06-18 Cooligy Inc. Cooling systems incorporating heat exchangers and thermoelectric layers
US7591302B1 (en) 2003-07-23 2009-09-22 Cooligy Inc. Pump and fan control concepts in a cooling system
CN102112840A (en) 2008-08-04 2011-06-29 集群系统公司 Contact cooled electronic enclosure
CN102171378A (en) 2008-08-05 2011-08-31 固利吉股份有限公司 Bonded metal and ceramic plates for thermal management of optical and electronic devices
AU2008203505B2 (en) * 2008-08-05 2011-06-09 Smr Patents S.A.R.L. Vehicle mirror power fold mechanism
US8776868B2 (en) * 2009-08-28 2014-07-15 International Business Machines Corporation Thermal ground plane for cooling a computer
US8441793B2 (en) 2010-07-21 2013-05-14 Birchbridge Incorporated Universal rack backplane system
US8259450B2 (en) 2010-07-21 2012-09-04 Birchbridge Incorporated Mobile universal hardware platform
US8411440B2 (en) * 2010-07-21 2013-04-02 Birchbridge Incorporated Cooled universal hardware platform
WO2012012611A2 (en) * 2010-07-21 2012-01-26 Birchbridge Incorporated Architecture for a computing system
US8441792B2 (en) 2010-07-21 2013-05-14 Birchbridge Incorporated Universal conduction cooling platform
US8410364B2 (en) 2010-07-21 2013-04-02 Birchbridge Incorporated Universal rack cable management system
WO2012054884A2 (en) * 2010-10-22 2012-04-26 Cooligy Inc. Improved activation mechanism for a liquid cooled rack
TW201231839A (en) * 2011-01-27 2012-08-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Container data center
US9609786B2 (en) * 2011-04-01 2017-03-28 Academia Sinica Cooling system for an electronic rack
TWM412341U (en) * 2011-04-01 2011-09-21 Academia Sinica Cooling system for electronic instrument cabinet
CN102736711B (en) * 2011-04-15 2015-02-18 奇鋐科技股份有限公司 Structure improvement of condensation device and heat dissipation module of condensation device
EP2716147A4 (en) * 2011-05-27 2015-08-26 Aavid Thermalloy Llc Thermal transfer device with reduced vertical profile
US9832913B2 (en) 2011-06-27 2017-11-28 Ebullient, Inc. Method of operating a cooling apparatus to provide stable two-phase flow
US9848509B2 (en) 2011-06-27 2017-12-19 Ebullient, Inc. Heat sink module
US9854715B2 (en) 2011-06-27 2017-12-26 Ebullient, Inc. Flexible two-phase cooling system
US9854714B2 (en) 2011-06-27 2017-12-26 Ebullient, Inc. Method of absorbing sensible and latent heat with series-connected heat sinks
US9901008B2 (en) 2014-10-27 2018-02-20 Ebullient, Inc. Redundant heat sink module
US9901013B2 (en) 2011-06-27 2018-02-20 Ebullient, Inc. Method of cooling series-connected heat sink modules
CN103138940B (en) * 2011-11-28 2016-06-01 英业达科技有限公司 Server rack system
US9603281B2 (en) * 2012-03-12 2017-03-21 Compass Datacenters, Llc Truly modular building datacenter facility
WO2014011706A1 (en) 2012-07-09 2014-01-16 Inertech Ip Llc Transformerless multi-level medium-voltage uninterruptible power supply (ups) systems and methods
US8830672B2 (en) * 2012-07-27 2014-09-09 International Business Machines Corporation Computer system cooling using an externally-applied fluid conduit
WO2014059054A1 (en) 2012-10-09 2014-04-17 Inertech Ip Llc Cooling systems and methods incorporating a plural in-series pumped liquid refrigerant trim evaporator cycle
US9606587B2 (en) * 2012-10-26 2017-03-28 Google Inc. Insulator module having structure enclosing atomspheric pressure gas
US9713287B2 (en) * 2013-01-15 2017-07-18 Artesyn Embedded Computing, Inc. Integrated thermal inserts and cold plate
US9198321B1 (en) * 2013-02-11 2015-11-24 Twitter, Inc. Server chassis bracket
WO2014142865A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Support member
US9774190B2 (en) 2013-09-09 2017-09-26 Inertech Ip Llc Multi-level medium voltage data center static synchronous compensator (DCSTATCOM) for active and reactive power control of data centers connected with grid energy storage and smart green distributed energy sources
US8861191B1 (en) 2013-09-30 2014-10-14 Google Inc. Apparatus related to a structure of a base portion of a computing device
US9430006B1 (en) 2013-09-30 2016-08-30 Google Inc. Computing device with heat spreader
US10254021B2 (en) 2013-10-21 2019-04-09 Inertech Ip Llc Cooling systems and methods using two cooling circuits
US11306959B2 (en) 2013-11-06 2022-04-19 Inertech Ip Llc Cooling systems and methods using two circuits with water flow in series and counter flow arrangement
CN105793797A (en) * 2014-01-06 2016-07-20 慧与发展有限责任合伙企业 Manifolds having slidable dripless connectors
US9312571B2 (en) 2014-03-19 2016-04-12 Ford Global Technologies, Llc Traction battery thermal plate with flexible bladder
US9442514B1 (en) 2014-07-23 2016-09-13 Google Inc. Graphite layer between carbon layers
US9529389B1 (en) * 2014-09-25 2016-12-27 Amazon Technologies, Inc. Variable plated device enclosure
WO2016053273A1 (en) * 2014-09-30 2016-04-07 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Modular cooling
WO2016057854A1 (en) 2014-10-08 2016-04-14 Inertech Ip Llc Systems and methods for cooling electrical equipment
WO2016065087A1 (en) 2014-10-21 2016-04-28 Inertech Ip Llc Systems and methods for controlling multi-level diode-clamped inverters using space vector pulse width modulation (svpwm)
US9852963B2 (en) 2014-10-27 2017-12-26 Ebullient, Inc. Microprocessor assembly adapted for fluid cooling
US10184699B2 (en) 2014-10-27 2019-01-22 Ebullient, Inc. Fluid distribution unit for two-phase cooling system
US20160120059A1 (en) 2014-10-27 2016-04-28 Ebullient, Llc Two-phase cooling system
US10356957B2 (en) * 2014-10-31 2019-07-16 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Adaptive cooling assembly
US10193380B2 (en) 2015-01-13 2019-01-29 Inertech Ip Llc Power sources and systems utilizing a common ultra-capacitor and battery hybrid energy storage system for both uninterruptible power supply and generator start-up functions
CN108027227B (en) * 2015-07-14 2019-10-11 香港科技大学 Passive type thermal diode
US10147984B2 (en) * 2015-07-31 2018-12-04 SynCells, Inc. Portable and modular energy storage for multiple applications
CA2995725A1 (en) 2015-08-27 2017-03-02 Dana Canada Corporation Heat exchangers for dual-sided cooling
US10931190B2 (en) 2015-10-22 2021-02-23 Inertech Ip Llc Systems and methods for mitigating harmonics in electrical systems by using active and passive filtering techniques
EP3171036B1 (en) * 2015-11-19 2019-04-03 Adwatec Oy Liquid cooling station
US9910231B2 (en) * 2016-01-04 2018-03-06 Infinera Corporation Stacked cage optical module heat relay system
US9655287B1 (en) * 2016-02-03 2017-05-16 International Business Machines Corporation Heat exchangers for cooling integrated circuits
US9609785B1 (en) 2016-02-03 2017-03-28 International Business Machines Corporation Air-cooled heatsink for cooling integrated circuits
US10349557B2 (en) 2016-02-24 2019-07-09 Thermal Corp. Electronics rack with compliant heat pipe
US10136556B2 (en) * 2016-02-24 2018-11-20 Thermal Corp. Electronics rack with selective engagement of heat sink
US10991639B2 (en) 2016-04-01 2021-04-27 International Business Machines Corporation Compliant Pin Fin heat sink with base integral pins
JP6651967B2 (en) * 2016-04-19 2020-02-19 富士通株式会社 Liquid cooling server
US10548245B2 (en) * 2018-02-12 2020-01-28 Robert J Lipp Liquid cooled open compute project rack insert
US10874032B2 (en) * 2018-10-31 2020-12-22 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Rotatable cold plate assembly for cooling pluggable modules
US10539753B1 (en) 2018-10-31 2020-01-21 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Liquid-cooled assembly
CN109739310A (en) * 2018-12-18 2019-05-10 山东超越数控电子股份有限公司 A kind of cold plate bonding structure reducing thermal contact resistance
US11044141B2 (en) * 2019-07-09 2021-06-22 Phillip N Hughes High density, high availability compute system
WO2021111791A1 (en) * 2019-12-06 2021-06-10 三菱電機株式会社 Heat sink and heat sink manufacturing method
US10980154B1 (en) * 2019-12-23 2021-04-13 Baidu Usa Llc Cooling design for PCIE mounted server peripheral electronics
US11147192B2 (en) * 2019-12-23 2021-10-12 Baidu Usa Llc Fluid cooling system for an enclosed electronic package
US11330741B2 (en) * 2020-03-26 2022-05-10 Baidu Usa Llc Modular design of blind mate interface for liquid cooling
DE102020208053A1 (en) 2020-04-03 2021-10-07 Volkswagen Aktiengesellschaft VEHICLE, CENTRAL COMPUTER UNIT, MODULES, MANUFACTURING PROCESS AND VEHICLE, COOLING FAN, POCKET MODULE, MAIN FRAME
GB2586094B (en) * 2020-06-22 2022-06-15 Zhong Qingchang Rackless thermal-efficient modular power electronic system
US11895805B2 (en) 2022-02-14 2024-02-06 Eagle Technology, Llc Systems and methods for electronics cooling

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01124299A (en) * 1987-11-09 1989-05-17 Nec Corp Cooling structure of integrated circuit
JP2002026215A (en) * 2000-06-30 2002-01-25 Denso Corp Cooling fluid cooling type semiconductor device
JP2002280782A (en) * 2001-03-22 2002-09-27 Toshiba Corp Mechanism for dissipating heat from heat generating component and transmitter for broadcast
JP2003068952A (en) * 2001-08-28 2003-03-07 Nec Saitama Ltd Heat-conductive sheet and its manufacturing method
US7212409B1 (en) * 2005-12-05 2007-05-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Cam actuated cold plate

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2473508A (en) * 1945-08-10 1949-06-21 Collins Douglas Freezer shelf construction
US4072188A (en) * 1975-07-02 1978-02-07 Honeywell Information Systems Inc. Fluid cooling systems for electronic systems
AT388838B (en) * 1986-02-28 1989-09-11 Siemens Ag Oesterreich WATER COOLING DEVICE FOR INSERTABLE COMPONENT GROUPS IN DEVICES OF POWER ELECTRONICS
JPH0370197A (en) * 1989-08-09 1991-03-26 Nec Commun Syst Ltd Cooling mechanism for electronic device
JPH0370198A (en) * 1989-08-09 1991-03-26 Nec Commun Syst Ltd Cooling mechanism for electronic device
JPH03159160A (en) * 1989-11-16 1991-07-09 Nec Commun Syst Ltd Cooling structure of electronic device
SE469298B (en) * 1991-10-24 1993-06-14 Ericsson Telefon Ab L M DEVICE FOR COOLING ELECTRONICS BY RADIO TRANSMISSION
US5740018A (en) * 1996-02-29 1998-04-14 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Environmentally controlled circuit pack and cabinet
US5818692A (en) * 1997-05-30 1998-10-06 Motorola, Inc. Apparatus and method for cooling an electrical component
EP1148547B8 (en) * 2000-04-19 2016-01-06 Denso Corporation Coolant cooled type semiconductor device
US6393853B1 (en) * 2000-12-19 2002-05-28 Nortel Networks Limited Liquid cooling of removable electronic modules based on low pressure applying biasing mechanisms
US6882533B2 (en) * 2001-02-22 2005-04-19 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Thermal connector for cooling electronics
US6853554B2 (en) * 2001-02-22 2005-02-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Thermal connection layer
US20030178174A1 (en) * 2002-03-21 2003-09-25 Belady Christian L. Thermal pouch interface
US7286355B2 (en) * 2002-09-11 2007-10-23 Kioan Cheon Cooling system for electronic devices
US7167366B2 (en) * 2002-09-11 2007-01-23 Kioan Cheon Soft cooling jacket for electronic device
JP4199018B2 (en) 2003-02-14 2008-12-17 株式会社日立製作所 Rack mount server system
US7552758B2 (en) * 2004-10-29 2009-06-30 International Business Machines Corporation Method for high-density packaging and cooling of high-powered compute and storage server blades
US7312987B1 (en) * 2005-12-09 2007-12-25 Storage Technology Corporation Adaptable thin plate modular heat exchanger blade for cooling electronic equipment
RU2338345C1 (en) * 2007-02-22 2008-11-10 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) Cabinet for radio electronics equipment
US8250877B2 (en) * 2008-03-10 2012-08-28 Cooligy Inc. Device and methodology for the removal of heat from an equipment rack by means of heat exchangers mounted to a door

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01124299A (en) * 1987-11-09 1989-05-17 Nec Corp Cooling structure of integrated circuit
JP2002026215A (en) * 2000-06-30 2002-01-25 Denso Corp Cooling fluid cooling type semiconductor device
JP2002280782A (en) * 2001-03-22 2002-09-27 Toshiba Corp Mechanism for dissipating heat from heat generating component and transmitter for broadcast
JP2003068952A (en) * 2001-08-28 2003-03-07 Nec Saitama Ltd Heat-conductive sheet and its manufacturing method
US7212409B1 (en) * 2005-12-05 2007-05-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Cam actuated cold plate

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017180933A (en) * 2016-03-30 2017-10-05 株式会社小林産業 Plate-like bodies cooling device

Also Published As

Publication number Publication date
US20120037339A1 (en) 2012-02-16
WO2009079012A1 (en) 2009-06-25
US20090159241A1 (en) 2009-06-25
EP2232968A1 (en) 2010-09-29
CN101960937A (en) 2011-01-26
US8000103B2 (en) 2011-08-16
CN101960937B (en) 2013-07-03
CN103298320A (en) 2013-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2011509452A (en) Cooling system for electronic modules cooled by contact
US11109517B2 (en) Cooling electronic devices in a data center
EP1987309B1 (en) Liquid cooling loops for server applications
CN102484956B (en) Passive cooling enclosure system and the method for electronic equipment
US8164901B2 (en) High efficiency heat removal system for rack mounted computer equipment
US6967841B1 (en) Cooling assembly for electronics drawer using passive fluid loop and air-cooled cover
EP2812769B1 (en) Heat dissipating system
US8094453B2 (en) Compliant conduction rail assembly and method facilitating cooling of an electronics structure
US8913391B2 (en) Board-level heat transfer apparatus for communication platforms
US10785897B2 (en) Liquid cooled open compute cold plate
US9036351B2 (en) Passive cooling system and method for electronics devices
EP2517541B1 (en) Heat conducting mounting structure, method and radio base station housing arrangement for mounting electronic modules

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111214

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130205

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20130501

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20130510

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20130604

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20130611

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130624

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140204